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Cu2ZnSnS4薄膜光电性能及其太阳电池的制备和研究
  • ISSN号:1001-9731
  • 期刊名称:功能材料
  • 时间:2012
  • 页码:2040-2044
  • 分类:TB34[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京211106
  • 相关基金:国家自然科学基金(61176062)资助项目; 江苏省工业支撑项目(BE2012103)资助项目; 江苏省前瞻性联合创新项目(BY2013003-08)资助项目; 江苏省高校优势学科建设工程资助项目
  • 相关项目:低成本环保型Cu2ZnSnS4/a-Si太阳电池材料与光伏性能的研究
作者: 江丰|沈鸿烈|
中文摘要:

研究了衬底温度对采用Cu_2ZnSnS_4靶和Cu靶共溅射制备的Cu_2ZnSnS_4薄膜晶粒生长的影响。采用拉曼光谱、X射线能量色散谱仪、扫描电子显微镜和紫外-可见-近红外分光光度计对在不同衬底温度条件下制备的Cu_2ZnSnS_4薄膜的元素比例、形貌以及光学带隙进行了表征与分析。结果表明制备的Cu_2ZnSnS_4薄膜晶粒生长遵循不同规律。室温衬底条件下制备的Cu_2ZnSnS_4薄膜晶粒生长遵循两步法,导致颗粒尺寸和元素分布不均;而在120~200℃衬底温度条件下制备的Cu-Zn-Sn-S预置层在溅射过程中已有Cu_2ZnSnS_4晶粒形成,这些晶粒在后续硫化生长过程中起到形核点的作用,促进了Cu_2ZnSnS_4晶粒的长大与元素的均匀分布。随着衬底温度的升高,Cu-Zn-Sn-S预置层及由此制备出的Cu_2ZnSnS_4薄膜的结晶性变好,Cu_2ZnSnS_4薄膜的带隙先升高后减小至1.55eV。

英文摘要:

The effect of substrate temperature on the grain growth of Cu_2ZnSnS_4 thin film prepared by co-sputtering of Cu_2ZnSnS_4 and Cu targets is studied.The chemical composition,morphology and band gap of Cu_2ZnSnS_4 thin films are characterized by Raman,energy dispersive spectrometer(EDS),scanning electron on icroscope(SEM)and UV-Vis-NIR spectrometer,respectively.The results show that the formation of Cu_2ZnSnS_4 thin film follows different mechanisms.When the substrate is under room temperature,the growth of Cu_2ZnSnS_4 grains follows the two-step mechanism,leading to the inhomogeneous distributions of particles and element of Cu_2ZnSnS_4 thin film.However,Cu_2ZnSnS_4 grains appear during the co-sputtering process in Cu-Zn-Sn-S precursor at substrate temperature from 120—200 ℃,which act as nucleation seeds to promote the growth and homogeneous distribution of Cu_2ZnSnS_4 grains in the post sulfurization process.With increasing substrate temperature,the crystallinity of Cu-Zn-Sn-S precursor and Cu_2ZnSnS_4 thin film becomes better,and the band gap of Cu_2ZnSnS_4 thin films first increases then decreases to 1.55 eV.

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期刊信息
  • 《功能材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:重庆材料研究院
  • 主办单位:重庆材料研究院
  • 主编:黄伯云
  • 地址:重庆北碚区蔡家工业园嘉德大道8号
  • 邮编:400707
  • 邮箱:gnclwb@126.com
  • 电话:023-68264739
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9731
  • 国内统一刊号:ISSN:50-1099/TH
  • 邮发代号:78-6
  • 获奖情况:
  • 2008、2011年连续获中国精品科技期刊,2010获重庆市双十佳期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:30166