制備及退火工藝對(duì)SnS薄膜的性能影響.pdf

1、SnS因?yàn)閮?yōu)異的物理、化學(xué)特性極其適合作為太陽(yáng)能電池中的光吸收層。如何進(jìn)一步改善其性能,提高其光電轉(zhuǎn)換效率成了人們近來(lái)研究的重點(diǎn)。本文一方面采用退火手段對(duì)SILAR制備的SnS薄膜樣品進(jìn)行不同溫度的熱處理,研究了退火引起的樣品晶體結(jié)構(gòu)變化,以及退火后樣品的紅外吸收特性;另一方面對(duì)化學(xué)浴制備的多孔狀晶體結(jié)構(gòu)和SILAR制備的致密狀晶體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了對(duì)比。分析了樣品形貌與發(fā)光峰的峰強(qiáng)、峰寬之間的關(guān)系。用XRD測(cè)試手段對(duì)薄膜的結(jié)晶性能進(jìn)行了分析。

2、結(jié)果發(fā)現(xiàn),退火、襯底及離子濃度差異可以改變SnS的晶體結(jié)構(gòu)。從200℃到300℃的退火過(guò)程中,SnS的XRD衍射峰強(qiáng)由弱變強(qiáng),然后又有所降低,初步認(rèn)為250℃是有利于SnS結(jié)晶的較佳退火溫度。退火后的SnS為斜方晶體結(jié)構(gòu),沿(021)晶面擇優(yōu)生長(zhǎng),晶粒在退火過(guò)程中逐漸增大。Sn2+濃度的增加以及ITO襯底明顯有利于晶粒沿(101)晶面結(jié)晶。0.1mol/l的SnCl2溶液制備出的樣品較0.2mol/l的SnCl2溶液制備出的樣品結(jié)晶性更

3、好,玻璃襯底較ITO襯底更有利于SnS的結(jié)晶。紅外吸收(IR)表明SnS樣品在中紅外和遠(yuǎn)紅外沒(méi)有吸收峰,退火過(guò)程中引入的雜質(zhì)在中、遠(yuǎn)紅外區(qū)出現(xiàn)吸收峰。SEM、PL測(cè)試說(shuō)明樣品微觀形貌對(duì)其發(fā)光機(jī)制有一定的影響。化學(xué)浴制備樣品晶粒為針狀,打結(jié)在一起形成孔狀結(jié)構(gòu)。SILAR制備的樣品晶粒為近球狀,大小均勻,表面平整且致密。這兩種方法制備樣品在880.3nm處均有一個(gè)發(fā)光峰,但形貌差異導(dǎo)致化學(xué)浴制備樣品的峰強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于SILAR,認(rèn)為此峰是由帶間