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太阳电池用CuInS_2和CdS薄膜材料的制备与表征

作　者: 李轶
导　师: 刘业翔；赖延清
学　校: 中南大学
专　业: 有色金属冶金
关键词: 薄膜太阳电池 CuInS2吸收层 CdS缓冲层
分类号: TM914.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


构成P-N结的光吸收层CuInS2薄膜和缓冲层CdS薄膜是CuInS2薄膜太阳电池的关键材料。本文分别采用直流反应溅射法和化学水浴沉积法在玻璃基底上制备了CuInS2薄膜和CdS薄膜材料,并对两者进行表征与分析,得到如下结论：1.采用直流反应溅射法,以铜、铟双靶为溅射源、纯H2S为工作气体和反应气体,在玻璃基底上沉积CuInS2薄膜,揭示了反应溅射CuInS2薄膜成分、形貌、结构、光学与电学性质之间的内在联系。薄膜的成分主要取决于铜靶和铟靶的溅射功率比；提高衬底温度时薄膜中In-S二次相减少,Cu-S二次相增加,衬底温度达到400℃时薄膜结晶质量最佳,但对光学和电学性质影响不明显；增加溅射气压会导致薄膜载流子浓度、迁移率下降和电阻率上升；NaCN化学刻蚀可有效移除薄膜中的Cu-S二次相。2.采用化学水浴法在玻璃基底上沉积了缓冲层CdS薄膜。薄膜厚度随着沉积温度、Cd盐浓度或硫脲浓度的增加而增大,但随pH值的增加呈先减小后增大趋势；增加沉积温度会促进薄膜由立方结构向六角结构转变和带隙宽度的窄化；所有的CdS薄膜均呈N型,且载流子浓度大都处于1012-1013cm-3范围,电阻率随沉积温度或Cd盐浓度的增加而下降,但受pH值和硫脲浓度的影响较小。

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 光电池 > 太阳能电池 > 薄膜太阳能电池
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