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1、分類(lèi)號(hào)：O521單位代碼：10183研究生學(xué)號(hào)：2014932029密級(jí)：公開(kāi)CdS納米薄膜的制備及其性能吉林大學(xué)的研究碩士學(xué)位論文CdS納米薄膜的制備及其性能研究SynthesisandPropertiesofCdSNanoThinFilm作者姓名：馮菲專(zhuān)業(yè)：凝聚態(tài)物理研究方向：功能納米材料與應(yīng)用馮指導(dǎo)教師：楊海濱教授菲培養(yǎng)單位：物理學(xué)院吉林2017年5月大學(xué)CdS納米薄膜的制備及其性能研究SynthesisandPropertiesofCdSNanoThinFilms作者姓名：馮菲專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：凝聚態(tài)物理指導(dǎo)教師：楊海濱
2、教授學(xué)位類(lèi)別：理學(xué)碩士答辯日期：年月日未經(jīng)本論文作者的書(shū)面授權(quán)，依法收存和保管本論文書(shū)面版本、電子版本的任何單位和個(gè)人，均不得對(duì)本論文的全部或部分內(nèi)容進(jìn)行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學(xué)術(shù)性使用不在此限）。否則，應(yīng)承擔(dān)侵權(quán)的法律責(zé)任。吉林大學(xué)博士(或碩士)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，
3、均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：日期：年月日《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》投稿聲明研究生院：本人同意《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》出版章程的內(nèi)容，愿意將本人的學(xué)位論文委托研究生院向中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤(pán)版）電子雜志社的《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》投稿，希望《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》給予出版，并同意在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》和CNKI系列數(shù)據(jù)庫(kù)中使用，同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。論文級(jí)別：■碩士□博士學(xué)科專(zhuān)業(yè)：凝聚態(tài)物理論文題目：CdS
4、納米薄膜的制備及其性能研究作者簽名：指導(dǎo)教師簽名：年月日作者聯(lián)系地址（郵編）：130012作者聯(lián)系電話(huà)：中文摘要CdS納米薄膜的制備及其性能研究論文作者：馮菲指導(dǎo)教師：楊海濱教授專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)：凝聚態(tài)物理碲化鎘太陽(yáng)能電池因其具有較高的理論轉(zhuǎn)換效率、低成本、操作制備工藝簡(jiǎn)單以及容易工業(yè)的產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)勢(shì)，使其成為最有發(fā)展的太陽(yáng)能電池之一，因而備受人們的關(guān)注。在眾多異質(zhì)結(jié)太陽(yáng)能電池中，例如碲化鎘太陽(yáng)能電池（CdS/CdTe）、硫化鉛（CdS/PbS）太陽(yáng)能電池和銅銦鎵硒（CdS/CuInSe2）太陽(yáng)能電池等等，硫化鎘（CdS）都承擔(dān)窗
5、口層的作用，碲化鎘(CdTe)，硫化鉛（PbS）和銅銦鎵硒（CuInSe2）則作為光吸收層。其中CdS層的結(jié)晶質(zhì)量及其與光吸收層所形成異質(zhì)結(jié)的質(zhì)量，在很大程度上決定著電池模塊的光電轉(zhuǎn)換效率。因此，高質(zhì)量CdS薄膜的制備及其性能研究具有重要的意義。本文采用化學(xué)水浴沉積方法制備CdS納米薄膜。首先，制備CdS薄膜以及研究制備過(guò)程中所存在的影響薄膜質(zhì)量的因素，同時(shí)對(duì)CdS薄膜進(jìn)行表征、光吸收和光電化學(xué)性能的研究；然后，對(duì)其進(jìn)行Zn摻雜的研究以及對(duì)CdS薄膜的影響。主要的工作為：（1）以FTO為基底，采用化學(xué)水浴沉積方法，鎘鹽提
6、供鎘源，硫脲提供硫源，銨鹽作為緩沖劑并且為鎘源提供絡(luò)合劑制備CdS薄膜。研究了在制備過(guò)程中化學(xué)水浴沉積溫度和沉積時(shí)間對(duì)薄膜的影響，發(fā)現(xiàn)隨著沉積時(shí)間延長(zhǎng)CdS納米顆粒變大，薄膜厚度增加，致密性增強(qiáng)，光吸收強(qiáng)度呈現(xiàn)增加的規(guī)律，短路電流密度呈現(xiàn)先增加后減小的規(guī)律。當(dāng)沉積時(shí)間為105min時(shí)，CdS薄膜的短2路電流密度最大，短路電流密度為1.15mA/cm，開(kāi)路電壓為0.76V，光電化學(xué)轉(zhuǎn)換效率η為0.323％，此時(shí)薄膜的厚度約為170nm。保持其他的沉積條件不變，并保持沉積時(shí)間為105min，改變沉積溫度，發(fā)現(xiàn)隨著沉積溫度增加
7、，CdSI納米顆粒數(shù)量增加，同時(shí)薄膜厚度增加，光吸收強(qiáng)度呈現(xiàn)增加的規(guī)律，短路電流密度呈現(xiàn)先增加后減小的規(guī)律。當(dāng)沉積溫度為80℃時(shí)，薄膜的短路電流密度2最大，此時(shí)薄膜的短路電流密度為1.2mA/cm，開(kāi)路電壓為0.75V，光電化學(xué)轉(zhuǎn)換效率η為0.335％，此時(shí)薄膜的厚度約為180nm。這是因?yàn)殡S著沉積的時(shí)間增加以及沉積溫度的增加，CdS納米顆粒增大，薄膜的光吸收強(qiáng)度增加，從而產(chǎn)生更多光生電子。而且隨著沉積時(shí)間和溫度的增加，CdS薄膜致密性增強(qiáng)，使得顆粒全部覆蓋在FTO表面，保護(hù)FTO不與電解液直接接觸，降低了光生載流子的結(jié)
8、合率，從而提高了電荷的收集的效率。同時(shí)，研究了熱處理溫度對(duì)薄膜質(zhì)量的影響，通過(guò)XRD比對(duì)發(fā)現(xiàn)隨著熱處理溫度的增加，薄膜的結(jié)晶性變好。（2）用Zn摻雜CdS薄膜，提高薄膜的光電化學(xué)性能以及CdS薄膜的穩(wěn)定性。同樣采用化學(xué)水浴沉積方法沉積CdS薄膜，研究發(fā)現(xiàn)Zn摻雜對(duì)薄膜質(zhì)量有著重要的影響，Zn摻雜后薄膜的形貌和結(jié)構(gòu)幾乎
