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原位退火对磁控溅射制备的zns薄膜微结构和发光性能的影响

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红外与毫米波学报 2011年第6期30卷 507-510页

作者：石刚李亚军左少华江锦春胡古今褚君浩中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083 中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所江苏苏州215125 上海太阳能电池研究与发展中心上海201201

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了系列zns薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计研究了Ar气氛中300～500℃原位退火对薄膜微结构和发光性能的影响.结果表明,退火温度对zns薄膜的结晶性能和晶粒大小的... 详细信息

采用射频磁控溅射技术在玻璃衬底上制备了系列zns薄膜,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和荧光分光光度计研究了Ar气氛中300～500℃原位退火对薄膜微结构和发光性能的影响.结果表明,退火温度对zns薄膜的结晶性能和晶粒大小的影响不大,但会显著影响其发光特性.低温退火处理的薄膜的PL谱具有多个发光峰,而500℃退火的薄膜则表现为单一发光峰结构.PL谱的这种变化是由于退火引起zns薄膜中的缺陷种类和浓度变化所致.

关键词： zns薄膜原位退火光致发光磁控溅射

不同硫压退火对溅射沉积zns薄膜性能的影响

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物理学报 2023年第3期72卷 107-113页

作者：党新志张仁刚张鹏于润升况鹏曹兴忠王宝义武汉科技大学理学院武汉430081 中国科学院高能物理研究所北京100049

zns作为一种宽带隙半导体,以其优异的光电性能近年来受到广泛关注,在太阳能电池、光催化剂以及传感器方面有着广阔的应用前景.本文首先以射频磁控溅射方法沉积了zns薄膜,然后在600℃温度和不同硫压下进行退火,通过X射线衍射、扫描电子... 详细信息

zns作为一种宽带隙半导体,以其优异的光电性能近年来受到广泛关注,在太阳能电池、光催化剂以及传感器方面有着广阔的应用前景.本文首先以射频磁控溅射方法沉积了zns薄膜,然后在600℃温度和不同硫压下进行退火,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能量散射X射线谱、紫外-可见透射光谱以及慢正电子多普勒展宽谱对zns薄膜的晶体结构、表面形貌、晶粒尺寸、成分、透光率以及缺陷进行分析.结果表明:硫气氛后退火能够改善zns薄膜结晶性,退火后zns薄膜光学带隙为3.43—3.58 eV.当硫压高于0.49 atm(1 atm=1.01×10^(5)Pa)时,zns内部硫间隙原子以及表面单质硫降低了薄膜在可见光区的透光率.慢正电子多普勒展宽谱结果还表明,zns薄膜的缺陷浓度由表层到内层逐渐降低,薄膜缺陷随着硫压增加而降低.同时,3γ湮没证明了薄膜内部较为致密,硫化会导致薄膜开孔率增加.吸附硫通过内扩散占据了晶体中硫空位缺陷的位置,导致缺陷浓度降低,进而改善了薄膜质量.

关键词：磁控溅射硫蒸气退火 zns薄膜慢正电子多普勒展宽能谱

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化学浴沉积法制备zns薄膜的结构及可见-近红外光谱特性研究

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人工晶体学报 2015年第3期44卷 610-615页

作者：刘颖缪彦美郝瑞亭郭杰杨海刚云南师范大学太阳能研究所可再生能源材料先进技术与制备教育部重点实验室昆明650500 河南师范大学物理与电子工程学院新乡453007 华北电力大学可再生能源学院北京102206

采用化学水浴法,以Zn SO4、柠檬酸钠、NH3·H2O、SC(NH2)2为反应物,在玻璃衬底上制备了Zn S薄膜,采用XRD、SEM、分光光度计、台阶仪等手段研究了水浴温度、沉积时间、p H值等条件对Zn S薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能的影响。结果... 详细信息

采用化学水浴法,以Zn SO4、柠檬酸钠、NH3·H2O、SC(NH2)2为反应物,在玻璃衬底上制备了Zn S薄膜,采用XRD、SEM、分光光度计、台阶仪等手段研究了水浴温度、沉积时间、p H值等条件对Zn S薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能的影响。结果表明,Zn S薄膜经退火后出现明显特征衍射峰,为闪锌矿结构,可见光范围内平均透过率均大于80%。经过工艺优化,在水浴温度为80℃、沉积时间为1 h、p H=10条件下沉积的Zn S薄膜表面均匀致密,可见光范围内平均透过率为89.6%,光学带隙为3.82 e V,适合做铜铟镓硒和铜锌锡硫薄膜太阳电池的缓冲层。

关键词： zns薄膜缓冲层化学浴沉积透过率

水浴温度对化学水浴法沉积CdS和zns薄膜性能的影响

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太阳能学报 2014年第3期35卷 481-486页

作者：白鹏张弓庄大明叶亚宽清华大学机械工程系北京100084

分别采用硫酸镉、硫脲、氨水溶液体系及硫酸锌、硫脲、氨水、联氨溶液体系,以化学水浴法(CBD)制备CdS和zns薄膜,研究水浴温度对薄膜沉积过程及性能的影响,分析不同水浴温度下沉积得到的CdS和zns薄膜性能的差异。试验表明,随着水浴温度... 详细信息

分别采用硫酸镉、硫脲、氨水溶液体系及硫酸锌、硫脲、氨水、联氨溶液体系,以化学水浴法(CBD)制备CdS和zns薄膜,研究水浴温度对薄膜沉积过程及性能的影响,分析不同水浴温度下沉积得到的CdS和zns薄膜性能的差异。试验表明,随着水浴温度的升高,薄膜的沉积速率增大,致密度变高,薄膜的禁带宽度更接近其理论值。当水浴温度大于70℃时,CdS薄膜的沉积速率远大于zns;随着水浴温度的升高,CdS晶粒逐渐变小而zns晶粒逐渐变大,CdS薄膜中S/Cd原子比逐渐下降,而zns薄膜中S/Zn原子比逐渐升高;zns薄膜能够透过更多短波高能光子且禁带宽度大于CdS,有利于提高太阳电池的效率。

关键词： CdS薄膜 zns薄膜化学水浴沉积(CBD) 水浴温度

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联氨浓度对化学溶池沉积zns薄膜的影响

中国有色金属学报 2009年第9期19卷 1706-1711页

作者：刘庭芝多树旺张萌向军淮张荣发胡长员朱世峰江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室南昌330038 南昌大学材料科学与工程学院南昌330031

采用化学溶池沉积法在玻璃衬底上制备zns薄膜。为了解联氨在沉积过程中的作用,采用金相显微镜、XRD、nkd-薄膜分析系统对薄膜形貌、结构和光学性能进行分析。结果表明:随着联氨浓度的增加,衬底表面形核点数目增加,分布均匀,薄膜颗粒得... 详细信息

采用化学溶池沉积法在玻璃衬底上制备zns薄膜。为了解联氨在沉积过程中的作用,采用金相显微镜、XRD、nkd-薄膜分析系统对薄膜形貌、结构和光学性能进行分析。结果表明:随着联氨浓度的增加,衬底表面形核点数目增加,分布均匀,薄膜颗粒得到细化。结合Zn2+的络合前驱体、络合常数及其三元络合常数计算、氢键及空间位阻等方面的分析,认为会出现3种不同的络合前驱离子,分别为Zn(NH3)24+、Zn(NH3)x(N2H4)2y+、2+Zn(NH3)3。这些Zn2+的前驱体影响着衬底形核点的数目、分布与薄膜的均匀性。在适当条件下,联氨不再起辅助沉积的作用,而是与氨一起形成三元络合配位体系,共同参与沉积。通过改变联氨浓度,可以制备出在550～1000nm的波长范围内透过率达95%以上、反射率与透过率相对应、均匀平整的非晶薄膜。

关键词： zns薄膜化学水浴联氨浓度络合前驱体

基片温度对电子束蒸发的zns薄膜性能的影响

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光电子．激光 2009年第3期20卷 355-358页

作者：黄红梁程树英黄碧华福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

采用电子束蒸发在不同基片温度下沉积zns薄膜,研究了基片温度对薄膜性能的影响。结果表明:不同基片温度下沉积的zns薄膜均呈多晶状态,为体心立方(闪锌矿)结构的β-zns,并具有明显的(111)面择优取向,导电类型为n型。随着成膜时基片温度... 详细信息

采用电子束蒸发在不同基片温度下沉积zns薄膜,研究了基片温度对薄膜性能的影响。结果表明:不同基片温度下沉积的zns薄膜均呈多晶状态,为体心立方(闪锌矿)结构的β-zns,并具有明显的(111)面择优取向,导电类型为n型。随着成膜时基片温度的提高,薄膜结晶度越来越好,透过率增大,载流子浓度增大,而电阻率减小。

关键词： zns薄膜性能电子束蒸发基片温度

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氨浓度对化学水浴制备zns薄膜的影响

太阳能学报 2007年第5期28卷 513-516页

作者：刘庭芝张萌南昌大学材料科学与工程学院南昌330047

以普通玻璃作为衬底用化学水浴法制备zns薄膜,溶液采用联氨体系。在沉积过程中,NH3浓度对zns薄膜本身的透明度、均匀性、平整性和透过性以及结晶性均有重要影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多功能高分辨率X射线衍射仪(XRD)和nkd... 详细信息

以普通玻璃作为衬底用化学水浴法制备zns薄膜,溶液采用联氨体系。在沉积过程中,NH3浓度对zns薄膜本身的透明度、均匀性、平整性和透过性以及结晶性均有重要影响。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、多功能高分辨率X射线衍射仪(XRD)和nkd-分光光度计等手段研究了不同氨水浓度对薄膜结构和性能的影响。结果表明:当氨浓度不大于1.5mol/L、沉积时间不超过1.5h时,可获得综合性能较好、接近化学计量比的zns薄膜,同时在红移方向上得到在较宽波长波段内透过率可达到95%以上的薄膜。

关键词： zns薄膜氨浓度化学水浴法

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pH值对电沉积zns薄膜的影响

太阳能学报 2009年第7期30卷 866-869页

作者：王永辉张世超北京航空航天大学材料科学与工程学院北京100083

研究了pH值对电沉积zns薄膜结构、成分和表面形貌的影响。由薄膜的成分和结构分析可知:pH值高会使薄膜中的锌含量增加,薄膜变厚,且Zn/S偏离理想值1;如果pH值很大,则薄膜几乎接近锌的单质;pH=1.8的情况下获得的薄膜Zn/S应该最接近理想值1... 详细信息

研究了pH值对电沉积zns薄膜结构、成分和表面形貌的影响。由薄膜的成分和结构分析可知:pH值高会使薄膜中的锌含量增加,薄膜变厚,且Zn/S偏离理想值1;如果pH值很大,则薄膜几乎接近锌的单质;pH=1.8的情况下获得的薄膜Zn/S应该最接近理想值1,300℃热处理1.0h时薄膜可以获得较好的结晶度。

关键词：电沉积 pH 恒电流 zns薄膜

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衬底温度对zns薄膜微结构和应力的影响

功能材料 2006年第7期37卷 1121-1123页

作者：江锡顺曹春斌蔡琪宋学萍孙兆奇安徽大学物理与材料科学学院安徽合肥230039

采用射频磁控溅射法分别在不同温度衬底上制备了厚度为320nm的zns薄膜，用XRD和光学相移技术研究了不同衬底温度下薄膜的微结构和应力。结果表明：不同温度衬底上沉积的zns薄膜均呈多晶状态，衬底温度由50℃上升到400℃的过程中，其择... 详细信息

采用射频磁控溅射法分别在不同温度衬底上制备了厚度为320nm的zns薄膜，用XRD和光学相移技术研究了不同衬底温度下薄膜的微结构和应力。结果表明：不同温度衬底上沉积的zns薄膜均呈多晶状态，衬底温度由50℃上升到400℃的过程中，其择优取向发生了变化，晶粒有明显的生长方向；zns薄膜应力随着衬底温度升高逐渐减小，衬底温度在250～350℃之间的zns薄膜应力较小且在选区内分布比较均匀。

关键词： zns薄膜衬底温度微结构应力