cdznte薄膜制備與性能表征

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1、國內(nèi)圖書分類號(hào):TN304西北工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文CdZnTe薄膜制備與性能表征碩士研究生:周昊導(dǎo)師:介萬奇教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:碩士學(xué)科、專業(yè):材料學(xué)所在單位:材料學(xué)院答辯日期:2010年03月授予學(xué)位單位:西北工業(yè)大學(xué)Classifiedindex:TN304ThesissubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringGrowthandCharacterizationOfCdZnTeFilmMSCandidate:ZHOUHaoAdvisor:ProfessorJIEW

2、anqiDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialsEngineeringSchool:SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofOralDefence:March2010UniversityConferringDegree:NorthwesternPolytechnicalUniversity摘要摘要CdZnTe是一種性能優(yōu)異的II-VI族化合物半導(dǎo)體。雖然對(duì)CdZnTe體單晶的研究由來已久,但關(guān)于CdZnTe薄膜的制備、性能及表征上尚存在諸多難題。本文研究了真空蒸發(fā)法

3、制備CdZnTe薄膜的技術(shù);分析了CdZnTe薄膜的沉積模型;對(duì)比了退火前后CdZnTe薄膜成分、結(jié)構(gòu)和光電性能的變化。利用真空蒸發(fā)法制備CdZnTe納米薄膜。該方法具有工藝簡(jiǎn)單,成膜致密且均勻性好以及反應(yīng)參數(shù)易于控制等優(yōu)點(diǎn),是目前大面積、低成本制備CdZnTe薄膜的一種重要方法。我們通過采用相同的沉積工藝,改變沉積時(shí)間,得到了三組不同厚度的CdZnTe薄膜,依次分別命名為CZT-1、CZT-2和CZT-3。分析了不同沉積工藝條件下制備得到的CdZnTe薄膜的結(jié)晶質(zhì)量、表面形貌、禁帶寬度和電學(xué)性能;采用高分辨透射電鏡觀察了CdZnTe薄膜與襯底界面處的微觀結(jié)構(gòu),分析了CdZnTe薄

4、膜沉積模型;對(duì)所制備的CdZnTe薄膜在N2氣氛下進(jìn)行退火處理,研究了不同退火工藝對(duì)薄膜形貌、光學(xué)帶隙寬度和電學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)襯底溫度為室溫時(shí),真空蒸鍍制備的薄膜中的成分配比偏離原料中的配比,呈現(xiàn)不同程度的富Te傾向。隨著沉積時(shí)間的延長(zhǎng),CdZnTe薄膜表現(xiàn)出明顯的擇優(yōu)取向生長(zhǎng),生長(zhǎng)面為(111)面,并表現(xiàn)出層島復(fù)合模式的生長(zhǎng)機(jī)制。三組薄膜CZT-1、CZT-2和CZT-3的禁帶寬度依次分別為2.26eV、2.12eV和1.6eV,電阻率依次分別為4.2E9cm、3.1E11cm和7.4E11cm。在300℃和400℃氮?dú)鈿夥胀嘶鸷?,薄膜擇?yōu)取向得到加強(qiáng),薄膜顆粒長(zhǎng)大,光

5、學(xué)吸收邊變得陡峭,電阻率提高,平衡載流子增加。關(guān)鍵詞CdZnTe薄膜,太陽能電池,性能表征,退火IABSTRACTABSTRACTCdZnTe(CZT)isakindofII-VIsemiconductorswithexcellentphotoelectricproperties.AlthoughthestudyonCdZnTecrystalhaslastedforalongperiod,therestillexistsomeproblemsinthepreparation,characterizationandupgradationofCdZnTefilms.Inthisthes

6、is,theCdZnTethinfilmswerepreparedbyvacuumdepositionmethod,whichisprovedtobethebestmethodamongdifferenttechnologiesforthelargeareapreprationofCdZnTethinfilmsduetoitssimplicityandlowcost.Nano-crystallineCdZnTefilmsweregrownonsiliconwaferandglasssubstratebyvacuumdepositionmethod.CdZnTefilmsamples

7、grownunderthesameconditionswithdifferentdepositiontime,arenamedCZT1,CZT2andCZT-3respectively.Thecomposition,structure,surfacemorphologyandthephotoelectricpropertiesofthethreesampleswereanalyzed.TheeffectsoftheannealinginN2onthepropertie

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