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共溅射氧化法制备掺钼VO_2及其相变特性

稀有金属材料与工程 2015年第6期44卷 1513-1516页

作者：朱慧群陈飞王启汶杜尚昆李竻康五邑大学广东江门529020

采用共溅射氧化法,在普通玻璃衬底上室温直流溅射沉积钒钼金属薄膜,再在大气环境下经热氧化处理获得掺钼VO2薄膜。通过XRD、SEM、热致相变电学特性等分析,研究制备工艺及掺杂改性对掺钼VO2薄膜的微结构、形貌、热滞回线和相变温度的影... 详细信息

采用共溅射氧化法,在普通玻璃衬底上室温直流溅射沉积钒钼金属薄膜,再在大气环境下经热氧化处理获得掺钼VO2薄膜。通过XRD、SEM、热致相变电学特性等分析,研究制备工艺及掺杂改性对掺钼VO2薄膜的微结构、形貌、热滞回线和相变温度的影响。实验与分析结果表明,与相同厚度的纯VO2薄膜相比,钼掺杂显著改变了VO2薄膜的表面形貌特征,掺钼VO2薄膜呈多晶态且沿VO2(002)择优取向生长,结晶性和取向性明显提高,薄膜的相变温度降低至38℃,热滞回线宽度收窄约至8℃。低温共溅射氧化法制备的掺钼VO2薄膜的热阻效应明显,薄膜的金属-半导体相变特性良好。

关键词： VO2薄膜共溅射钼掺杂相变

共溅射法制备Zn元素梯度分布Cu2ZnSnS4薄膜

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稀有金属 2018年第12期42卷 1281-1286页

作者：赵佳斌李晓亮王吉宁米菁刘晓鹏北京有色金属研究总院国家有色金属新能源材料与制品工程技术研究中心北京市有色金属新能源基础制品工程技术研究中心北京100088 中国电子科技集团公司第二十九研究所四川成都610036

Cu(In,Ga) Se2(CIGS)薄膜太阳能电池目前普遍采用具有In,Ga元素梯度的吸收层薄膜,这是由于吸收层中金属元素的梯度分布,使得吸收层形成梯度带隙结构,该结构会降低吸收层体内以及界面处的载流子再复合速率,有效提高电池的短路电流(Jsc),... 详细信息

Cu(In,Ga) Se2(CIGS)薄膜太阳能电池目前普遍采用具有In,Ga元素梯度的吸收层薄膜,这是由于吸收层中金属元素的梯度分布,使得吸收层形成梯度带隙结构,该结构会降低吸收层体内以及界面处的载流子再复合速率,有效提高电池的短路电流(Jsc),同时,宽带隙结构也有利于提升开路电压(Voc)。Cu2ZnSnS4(CZTS)是CIGS的优选替代材料,且CZTS薄膜电池与CIGS具有相似的结构,所以构建梯度结构可作为优化CZTS电池性能的有效手段,但是目前具有元素梯度的CZTS薄膜太阳能电池的报道仍极为匮乏。已有研究表明,CZTS的晶体结构对化学计量比有一定的容忍性,CZTS中金属元素含量的变化能影响材料的禁带宽度,这为梯度带隙结构CZTS薄膜的制备提供了可能性。鉴于此,本研究采用共溅射技术,通过控制靶材的溅射功率渐变来实现薄膜中金属元素的梯度分布,最终制备出具有元素梯度的CZTS吸收层薄膜。整个过程既不引入额外元素,工艺又相对简单可控,具有较强的可行性。

关键词： Cu2ZnSnS4薄膜元素梯度梯度带隙结构共溅射

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共溅射法制备AZO薄膜及其光电性能的研究

表面技术 2018年第5期47卷 233-238页

作者：何双赐钟志成魏彦锋汪竞阳武汉科技大学材料与冶金学院武汉430081 湖北文理学院物理与电子工程学院湖北襄阳441053

目的研究Al靶直流溅射功率对Al掺杂ZnO(AZO)薄膜光电性能的影响。方法以金属Al和ZnO陶瓷作为靶材,采用直流与射频双靶磁控共溅射的方法,在玻璃基片上制备AZO薄膜。通过改变Al靶直流溅射功率,获得不同的薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、光... 详细信息

目的研究Al靶直流溅射功率对Al掺杂ZnO(AZO)薄膜光电性能的影响。方法以金属Al和ZnO陶瓷作为靶材,采用直流与射频双靶磁控共溅射的方法,在玻璃基片上制备AZO薄膜。通过改变Al靶直流溅射功率,获得不同的薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)、光电子能谱仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、四探针测试仪,对薄膜的微观形貌结构及光电性能进行表征和分析。结果所制备的AZO薄膜均具有C轴取向生长的六角纤锌矿结构,在可见光区域平均透过率超过90%,AZO薄膜的吸收边相比于ZnO薄膜出现了蓝移。当Al靶溅射功率为18 W时,AZO薄膜的最低电阻率为2.49×10^(-3)?·cm,品质因子为370.2 S/cm。结论 Al直流溅射功率对AZO薄膜光电性能的影响较大,溅射功率为18 W时,制备的AZO薄膜性能最优。

关键词： AZO薄膜共溅射溅射功率光电性能

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磁控共溅射低温制备多晶硅薄膜及其特性研究

光谱学与光谱分析 2016年第3期36卷 635-639页

作者：段良飞杨雯张力元李学铭陈小波杨培志可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室云南昆明650092 云南师范大学太阳能研究所云南昆明650092

多晶硅在光电子器件领域具有较为重要的用途。利用磁控溅射镀膜系统,通过共溅射技术在玻璃衬底上制备了非晶硅铝(α-Si/Al)复合膜,将Al原子团包覆在α-Si基质中,膜中的Al含量可通过Al和Si的溅射功率比来调节。复合膜于N2气氛中进行350℃... 详细信息

多晶硅在光电子器件领域具有较为重要的用途。利用磁控溅射镀膜系统,通过共溅射技术在玻璃衬底上制备了非晶硅铝(α-Si/Al)复合膜,将Al原子团包覆在α-Si基质中,膜中的Al含量可通过Al和Si的溅射功率比来调节。复合膜于N2气氛中进行350℃,10min快速退火处理,制备出了多晶硅薄膜。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪和紫外-可见光-近红外分光光度计对多晶硅薄膜的性能进行表征,研究了Al含量对多晶硅薄膜性能的影响。结果表明:共溅射法制备的α-Si/Al复合膜在低温光热退火下晶化为晶粒分布均匀的多晶硅薄膜;随着膜中Al含量逐渐增加,多晶硅薄膜的晶化率、晶粒尺寸逐渐增加,带隙则逐渐降低;Al/Si溅射功率比为0.1时可获得纳米晶硅薄膜,Al/Si溅射功率比为0.3时得到晶化率较高的多晶硅薄膜,通过Al含量的调节可实现多晶硅薄膜的晶化率、晶粒尺寸及带隙的可控。

关键词：共溅射铝诱导晶化低温退火多晶硅特性

共溅射法制备的Pt-C薄膜的微观结构和电化学性能的研究

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真空科学与技术学报 2012年第4期32卷 352-356页

作者：廖建平遇鑫遥刘杰蒋仲庆舒兴胜孟月东中科院等离子体物理研究所合肥230031

用共溅射的方法制备了Pt-C薄膜,薄膜由Pt纳米粒子和非晶C组成。电子显微镜和X射线衍射的测试结果显示Pt纳米粒子镶嵌在非晶C之中。高分辨率透射电子显微图像证实了2~3 nm的Pt粒子镶嵌于非晶C层中。Pt和Pt-C薄膜的电化学特性是通过循环... 详细信息

用共溅射的方法制备了Pt-C薄膜,薄膜由Pt纳米粒子和非晶C组成。电子显微镜和X射线衍射的测试结果显示Pt纳米粒子镶嵌在非晶C之中。高分辨率透射电子显微图像证实了2~3 nm的Pt粒子镶嵌于非晶C层中。Pt和Pt-C薄膜的电化学特性是通过循环伏安法来研究的,电解液为氮气饱和的0.5g/mol的硫酸溶液。与纯Pt薄膜相比,Pt-C薄膜显示了更高的电化学活性面积,这主要是由于非晶C支撑基材的存在降低了Pt纳米颗粒的粒径。

关键词：共溅射 Pt薄膜 Pt-C薄膜电化学活性面积

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磁控共溅射制备Si掺杂Al薄膜的应力研究

光学学报 2020年第14期40卷 195-200页

作者：朱京涛周涛朱杰赵娇玲朱航宇同济大学物理科学与工程学院上海200092 中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室上海201800 中国科学院强激光材料重点实验室上海201800

为研制真空紫外与极紫外波段Al基薄膜光学元件,详细研究了Al基薄膜的应力特性及其优化方法。利用应力实时测量装置对共溅射技术制备的5种不同Si掺杂质量分数(0、8.97%、16.49%、28.46%、45.73%)的Al-Si复合薄膜进行应力测试,并采用X射... 详细信息

为研制真空紫外与极紫外波段Al基薄膜光学元件,详细研究了Al基薄膜的应力特性及其优化方法。利用应力实时测量装置对共溅射技术制备的5种不同Si掺杂质量分数(0、8.97%、16.49%、28.46%、45.73%)的Al-Si复合薄膜进行应力测试,并采用X射线衍射法表征薄膜的结晶状态。结果表明:Al薄膜中的应力表现为压应力,随着Si在Al中掺杂量的增加,Al中的压应力减小,并且Al的结晶度降低,Al(111)晶向的晶粒尺寸也减小,Al的结晶被抑制;当Si的掺杂质量分数从18.63%增大到31.57%时,Al中的压应力转变为张应力,且张应力随Si掺杂量的增加而进一步增大。本研究为制备Al基滤片、单层膜和多层膜元件提供了技术支撑,在极紫外光刻、同步辐射和天文观测领域具有重要的应用价值。

关键词：薄膜真空紫外应力结晶共溅射

硒化温度对共溅射法制备的CZTSSe薄膜与电池性能的影响

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发光学报 2019年第1期40卷 82-88页

作者：孙孪鸿沈鸿烈黄护林李玉芳商慧荣南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016 南京航空航天大学材料科学与技术学院江苏省能量转换材料与技术重点实验室江苏南京210016

采用共溅射法结合后硒化成功制备出CZTSSe薄膜,主要研究了不同的硒化温度对CZTSSe薄膜与电池性能的影响。分别采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、霍尔效应测量仪及数字电源表对不同硒化温度下... 详细信息

采用共溅射法结合后硒化成功制备出CZTSSe薄膜,主要研究了不同的硒化温度对CZTSSe薄膜与电池性能的影响。分别采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见-近红外分光光度计、霍尔效应测量仪及数字电源表对不同硒化温度下制备的CZTSSe薄膜的结构、形貌、光电与太阳电池性能进行了表征与分析。结果表明,当硒化温度为580℃时,CZTSSe薄膜的结晶性最好,薄膜表面均匀致密且其电阻率和载流子浓度达到最小值和最大值,分别为1.57Ω·cm和8.2×10^(17)cm^(-3),该硒化温度下制备得到的CZTSSe太阳电池的短路电流和转换效率最高达到30.68 m A/cm^2和5.17%。相对于550℃和600℃硒化温度下的CZTSSe太阳电池,其光电转换效率分别提高了36%和6%。另外,随着硒化温度的升高,CZTSSe薄膜在XRD中的(112)峰位和Raman中的A1模式振动峰位都向小衍射角和短波数方向移动,薄膜的禁带宽度也从1.26 e V减小至1.21 e V。

关键词：铜锌硒硫硒共溅射硒化温度电池性能

低功率共溅射再硒化法制备CuInSe_2薄膜

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太阳能学报 2008年第2期29卷 130-134页

作者：李健朱洁何建平北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京100083

采用Cu、In双靶,直流磁控溅射的方法制备Cu-In薄膜,然后采用固态源硒化的方法形成CuInSe_2(CIS)薄膜。采用SEM和EDX观察和分析了样品的表面形貌和成分,用XRD表征了薄膜的组织结构。分析了硒化中的反应过程并研究了热处理对改善薄膜质量... 详细信息

采用Cu、In双靶,直流磁控溅射的方法制备Cu-In薄膜,然后采用固态源硒化的方法形成CuInSe_2(CIS)薄膜。采用SEM和EDX观察和分析了样品的表面形貌和成分,用XRD表征了薄膜的组织结构。分析了硒化中的反应过程并研究了热处理对改善薄膜质量的影响。结果表明,Cu-In预制膜主要以CuIn相形式存在。由CuIn相为主相的预制膜制成的CIS薄膜具有单一的CuInSe_2相黄铜矿结构,且其成分接近CuInSe_2化学计量比。

关键词：共溅射 Cu-In合金膜硒化法 CIS膜

衬底温度对共溅射法制备的Cu_2ZnSnS_4薄膜晶粒生长的影响

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南京航空航天大学学报 2016年第1期48卷 42-47页

作者：李金泽沈鸿烈姚函妤杨楠楠李玉芳吴斯泰南京航空航天大学材料科学与技术学院南京211106

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... 详细信息

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。

关键词： Cu2ZnSnS4薄膜共溅射衬底温度晶粒生长