近空间升华技术中气氛对CdTe薄膜的结构、性质的影响.pdfVIP

近空间升华技术中气氛对CdTe薄膜的结构、性质的影晌 张静全冯良桓冷文建蔡亚平蔡伟郑家贵李卫武莉莉蔡道林 (四川大学材料科学系成都610064) 摘要：发展近空间升华氩气氛沉积工艺可以降低制备成本。本文使用近空间升华技术r 在不同氧含量的氩氧气氛下沉积CdTe多晶薄膜。测量了薄膜的X射线衍射谱，计算了薄膜 的织构系数；测量了薄膜的透射谱，计算了光能隙。研究了择优取向和光能隙随氧含量的 变化。结果表明，1)不同气氛下沉积的CdTe薄膜均为立方相结构。随氧含量的增加，织 构系数0增加，氧含量为6％时，0最大，之后随氧含量增加，0降低，在12％达到最小， 然后随氧含量的增加而增加。在玻璃衬底上沉积的CdTe薄膜，比在CdS上沉积的具有更高 程度的择优取向；2)CdTe薄膜的光能隙为1．50eV～1．5】eV，氧含量对其影响甚微。 关键词：CdTe，太阳电池，近空间升华，薄膜＼ k 7 0引言 近年来，cdTe多晶薄膜太阳电池的研究取得了较大进展，表现在1)发展了十多种沉积 道了11％以上的转换效率；3)大面积组件的转换效率接近11％。 近空f司升华(CSS)技术具有沉积速率高，设备简单，因而生产成本低的优点。自 Tyan在近空间升华技术中首次使用含氧气氛，显著提高电池的转换效率以来 Yuan—Sbeng …，世界最高转换效率的CdTe太阳电池均是用近空间升华技术制备的CdTe多品薄膜“3…。 反应气氛是近空间升华技术中的重要的制各条件之～。TL_Chu”。和x．wu“分别报道了氦 气氛F沉积的i 转换效率的电池。氦气价格昂贵，不适于规模化生产，有必要发展氩气氛沉积技术。CSS 沉积技术中氯氧气氛下氧气对薄膜结构性能的影响，鲜见报道。一般认为，掺适量氧气， 可以影响CdTe薄膜的初期成核，使之在高衬底温度下也可沉积出品粒尺寸合适的致密CdTe 薄膜。无疑，系统研究近空间升华技术中氩氧气氛下氧气的作用，有利于发展低成本、高 效率的大面积CdTe多晶薄膜制各技术。 薄膜的择优取向与生长初期成核相关。织构系数用以定量表征薄膜择优取向。 H．R 中氲氧气氛下氧对薄膜择优取向、性质的影响，未见报道。 多品薄膜结构、光学性质与气氛的关系。 1 实验 氟氧混台气体，氧气浓度3～15％(体积比)。详细的制备细节见我们以前的文章…。 薄膜的结构用XRD测定，测试使用丹东仪器厂生产的Y一4QX射线衍射仪，实验条件为： CuE 0，10 a辐射；2 o～90”；扫描速度，0．030／sec。用Perkin 900型紫外可见近红外分光光度计测量薄膜的散射透射谱，测量时使用150mm积分球附件 作接收器。薄膜厚度使用KLA Tencor的a—Step500型台阶仪测量。 2结果与讨论 2．1薄膜的结构 CdTe多晶薄膜的择优取向与薄膜生长初期的成核、衬底状况相关。明晰薄膜在特定晶 向的择优取向程度与制备条件的关系，是制备致密薄膜的前提。同时，对异质结而言，一 定品向择优生长的薄膜，可能获得较小的晶格失配度。择优取向可用织构系数Ci定量表征 0 863资助项目．课题编号：200jAA5l301 973资助项目．课题编号：G2000028208 【i 6] o·为无规取向粉 c．为i晶向上的织构系数；I，为实验测定的i晶向衍射峰积分强度：I 0测量 范围内CdTe材料的衍射峰个数，对于本文研究的立方相的CdTe，N为9。 Ci定量表征了一定材料中各反射面相对于无规取向样品的择优取向程度。Ci为1表示 不择优，Ci大于1表示该晶向择优。计算同一样品的所有Ci的标准差o，用以整体比较 (2) i ∞ ‘ 旦