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高质量Cu2ZnSnS4薄膜的两步法制备及表征
  • ISSN号:1672-7126
  • 期刊名称:《真空科学与技术学报》
  • 时间:0
  • 分类:O742[理学—晶体学]
  • 作者机构:[1]宁波大学信息科学与工程学院,宁波315211, [2]中国科学院宁波材料技术与工程研究所,宁波315201
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(21377063);宁波市自然科学基金项目(2012A610120);宁波大学王宽诚幸福基金项目;浙江省“信息与通信工程”重中之重学科开放基金项目
中文摘要:

采用直流磁控溅射方法,以Cu-Zn-Sn合金为靶材,结合后续硫化工艺成功制备出高质量Cu2ZnSnS4(CZTS)薄膜。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、场发射扫描电子显微镜和能量色散谱对Cu-Zn—Sn(CZT)前驱体及CZIS薄膜的结构、形貌和组分进行了表征,并使用紫外.可见分光光度计测量了CZTS薄膜的吸收光谱。研究结果表明:直流溅射的溅射功率和工作气压会影响CZTS薄膜的质量。采用30W功率,在1Pa气压条件下直流溅射制备的CZT前驱体薄膜形貌均匀致密,经硫化后可得到接近化学计量比、高质量、单一锌黄锡矿结构的CZTS薄膜,其光学禁带宽度约为1.49eV,适合作为薄膜太阳能电池的吸收层材料。

英文摘要:

The high quality Cu2ZnSnS4(CZTS)coatings were synthesized by DC magnetron sputtering with a Cu-Zn-Sn alloy target, followed by ex-situ sulfurization. The impacts of the synthesis conditions on it optical properties were eval-uated. The CZT precursor and CZIS coatings were characterized by X-ray diffraction, Raman spectroscopy, scanning elec-tron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and UV speetrophotometer. The results show that the sputtering power and pressure strongly affect the quality of the CZTS coatings. The high quality kesterite phase CZTS coatings, synthesized at the optimized pressure of 1 Pa and sputtering power of 30 W,and sulfurized in sulfur atmosphere,have a nearly ideal stoi-chiometric ratio. We suggest that the CZTS coatings can be a promising solar-cell absorption material because its absorp- tion coegleient in the visible-light range is higher than 104 cm^-1 and its optical band gap is close to 1.49 eV.

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期刊信息
  • 《真空科学与技术学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国真空学会
  • 主编:李德杰
  • 地址:北京朝阳区建国路93号万达广场9号楼614室
  • 邮编:100022
  • 邮箱:cvs@chinesevacuum.com
  • 电话:010-58206280
  • 国际标准刊号:ISSN:1672-7126
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5177/TB
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 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:4421