合成Cu_2ZnSnS_4薄膜四元共电沉积机理与退火相转变

作     者：贺显聪 郝菀 皮锦红 张传香 沈鸿烈 HE Xian-cong;HAO Yu;PI Jin-hong;ZHANG Chuan-xiang;SHEN Hong-lie

作者机构：南京工程学院材料工程学院南京211167 江苏省先进结构材料与应用技术重点实验室南京211167 南京航空航天大学材料科学与技术学院南京210016 

出 版 物：《材料工程》 (Journal of Materials Engineering)

年 卷 期：2015年第43卷第4期

页      面：66-72页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61176062) 江苏省博士后基金资助(1302005A) 南京工程学院在职博士科研资助项目(ZKJ201302) 南京工程学院大学生科技创新资助项目(N20140206) 

主　　题：Cu2ZnSnS4 四元共电沉积 退火 

摘      要：采用循环伏安法研究了制备CZTS薄膜四元预制层的电化学沉积机理。结合XRD,SEM,EDS和Raman技术分析预制层退火的相转变机制。结果表明:溶液中Cu2+和Sn2+浓度不仅影响其本身的沉积速率,还影响溶液中其他金属元素的沉积速率,而Zn2+浓度仅影响其本身沉积速率。四元预制层的沉积以原子层外延为机理,在负电位作用下,Cu2+先转变为Cu原子沉积在衬底表面,且与衬底附近析出的S原子发生化学反应,在衬底上生成CuS,同样,SnS和ZnS也以这种方式交替沉积在衬底上。预制层二元硫化物随着退火温度的升高逐渐转变为Cu2(3)SnS3(4)和Cu2ZnSnS4。利用四元共电沉积预制层550℃退火1h合成的Cu2ZnSnS4薄膜原子比为Cu∶Zn∶Sn∶S=23.72∶12.22∶13.07∶50.99。无偏压下合成的CZTS薄膜光电流达到约6nA。