探索有效摻入硒的方式

1、20222022年年3 3月月3 3日日2 0 2 2 年年 3 月月 3 日日提提 綱綱u 探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗研究背景實驗研究背景 溶液法溶液法摻硒研究現(xiàn)狀摻硒研究現(xiàn)狀Thin Solid Films 519 (2011) 73787381探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗研究背景實驗研究背景 溶液法溶液法摻硒研究現(xiàn)狀摻硒研究現(xiàn)狀J. Mater. Chem. A, 2013, 1，6880探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效

2、效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗研究背景實驗研究背景 溶液法溶液法摻硒研究現(xiàn)狀摻硒研究現(xiàn)狀Appl. Mater. Interfaces，2013, 5, 1004210047探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑APPLIED PHYSICS LETTERS103 (2013) 163904實驗研究背景實驗研究背景 真真空法空法摻硒研究現(xiàn)狀摻硒研究現(xiàn)狀探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑器件器件實驗研究背景實驗研究背景 真空法真空法摻硒研究現(xiàn)狀摻硒研究現(xiàn)

3、狀Solar Energy 100 (2014) 2330探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑器件器件實驗研究背景實驗研究背景 真空法真空法摻硒研究現(xiàn)狀摻硒研究現(xiàn)狀預制層均含預制層均含S（Se）探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑器件器件實驗研究背景實驗研究背景 預制預制層的選擇層的選擇探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑背景真空：背景真空：1.010-4Pa 工作氣體：工作氣體：Ar氣氣氣體流量：氣體流量：3

4、0sccm 工作氣壓：工作氣壓：0.5Pa 靶材功率：靶材功率：Cu(50W)、Zn(110W)、 Sn(50W)襯底溫度：常溫襯底溫度：常溫實驗裝置示意圖實驗裝置示意圖實驗條件實驗條件實驗目的：探索金屬預制層有效摻入硒的途徑，獲得較高質(zhì)量薄膜并提實驗目的：探索金屬預制層有效摻入硒的途徑，獲得較高質(zhì)量薄膜并提高器件效率。高器件效率。 探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-低溫退火置硫低溫退火置硫底部加底部加Cu底部未加底部未加Cu不不同退火工藝薄膜表面形貌圖同退火工藝薄膜表面形貌圖 金屬預制金屬預制層表面

5、蒸鍍層表面蒸鍍S 低溫退火置硫低溫退火置硫500，二次結(jié)晶二次結(jié)晶探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-低溫退火置硫低溫退火置硫 S含量過低，需尋求提高含量過低，需尋求提高S含量的退火方式含量的退火方式.硫化溫度原子組分比Cu/(Zn+Sn)Zn/Sn S/(S+Se)2000.791.310.043000.711.350.104000.741.280.125000.711.300.12探 索 銅 鋅 錫 硫

6、探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-低溫退火置硫低溫退火置硫硒源溫度原子組分比Cu/(Zn+Sn)Zn/Sn S/(S+Se)3000.711.300.163500.771.310.124000.901.170.08300350該工該工藝無法有效調(diào)控硫硒比藝無法有效調(diào)控硫硒比探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-低溫退火置硫低溫退火置硫該工藝可有效調(diào)控薄膜硫硒比該工藝可有效調(diào)控薄膜硫硒比 形貌太差，需尋求有效改善薄膜形貌的退火方式形貌太

7、差，需尋求有效改善薄膜形貌的退火方式.S/Se(重量比)原子組分比Cu/(Zn+Sn)Zn/Sn S/(S+Se)1:750.881.240.341:600.761.220.431:300.871.110.621:601:301:75探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-一一步硫硒化步硫硒化該工藝無法改善薄膜形貌該工藝無法改善薄膜形貌.探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-一一步硫硒化步硫硒化前者更加致密平整前者更加

8、致密平整.低溫置硫后硒低溫置硫后硒硫化硫化一步硒硫化一步硒硫化探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-低低溫置硫后硫硒化溫置硫后硫硒化硫硒比可調(diào)控硫硒比可調(diào)控.S/Se(重量比)原子組分比Cu/(Zn+Sn)Zn/Sn S/(S+Se)1:750.731.050.311:600.711.060.471:300.701.090.50探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-低低溫置硫后硫硒化溫置硫后硫硒化 形貌得到有效改善形

9、貌得到有效改善.探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-低低溫置硫后硫硒化溫置硫后硫硒化未發(fā)現(xiàn)明顯雜峰，隨著未發(fā)現(xiàn)明顯雜峰，隨著S含量的增加，晶格常數(shù)含量的增加，晶格常數(shù)值變小，峰向大角度偏移值變小，峰向大角度偏移.探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-低低溫置硫后硫硒化溫置硫后硫硒化CZTSSe實際上是實際上是CZTS與與CZTSe的固溶體的固溶體.探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的 途摻 入 硒 的 途 徑徑實驗結(jié)果與討論實驗結(jié)果與討論-低低溫置硫后硫硒化溫置硫后硫硒化S/Se(重量比重量比)晶格常數(shù)晶格常數(shù)2()a(A)c(A)d(A)x(%)1:7527.485.6211.203.24261:6027.585.6011.173.23341:3027.685.5811.133.2241Vegards law, Braggs law, tetragonal structure,112 EDSXRF樣品樣品10.660.56樣品樣品20.620.54出現(xiàn)了出現(xiàn)了Sn的硫硒化物相的硫硒化物相.探 索 銅 鋅 錫 硫探 索 銅 鋅 錫 硫 有有效效 摻 入 硒 的