四元Cu-In-Ga-Se薄膜結構的Raman研究.pdf

1、Cu(In,Ga)se<,2>基薄膜電池由于其高效率、穩(wěn)定性等特點,成為未來最具發(fā)展前景的薄膜電池之一.其中黃銅礦結構(CH)四元化合物CuIn<,1-x>Ga<,x>Se<,2>(CIGS)、Cu(In,Ga)<,3>Se<,5>和Cu(In,Ga)<,5>Se<,8>等有序缺陷化合物(ODC)薄膜,對器件整體性能的影響起著重要的作用.該文利用Raman譜,并結合X射線衍射譜、原子力顯微鏡、吸收譜等,圍繞Ga摻入引起的四元Cu-In-

2、Ga-Se薄膜結構變化以及Raman譜線頻移展開了系統(tǒng)和深入的研究.基于蒸發(fā)硒化工藝和薄膜中元素擴散機理,該文建立了一種切實可行的新穎的生長CuInSe<,2>基薄膜及其相關缺陷化合物Cu<,2>In<,4>Se<,7>、Cu(In,Ga)<,3>Se<,5>和Cu(In,Ga)<,5>Se<,8>等的周期順序蒸發(fā)工藝,以利于真空硒化時精確控制Cu、In、Ga和Se原子在薄膜體內的百分比含量,從而獲得高質量特定化學比的多晶薄膜.該文從Z

3、nSe結構入手,詳細分析了黃銅礦型和閃鋅礦型結構之間的差異,系統(tǒng)地研究CuInSe<,2>和CuGaSe<,2>、CuAu-CuInSe<,2>以及缺陷黃銅礦Cu<,2>In<,4>Se<,7>、CuIn<,3>Se<,5>和CuIn<,5>Se<,8>等的結構參數以及晶格振動基本特性,并根據改進的Keating價力場模型分別計算了上述化合物的聲子頻率,指出了主要受鍵拉伸力常數(以及鍵彎曲力常數)影響的光學模式頻率區(qū)域,為實驗分析提供了

4、必要的理論依據.該文首次研究了四元CuIn<,1-x>Ga<,x>Se<,2>薄膜聲子頻率變遷中的Ga摻入效應,并給予系統(tǒng)的理論分析.該文首次討論了Ga含量對四元有序缺陷化合物Cu(In<,1-x>Ga<,x>)<,3>Se<,5>薄膜的晶格振動模式的影響.該文首次系統(tǒng)地研究了6種Cu-In-Se薄膜(Cu<,1.5>InSe<,2>、CuInSe<,2>、CuIn<,1.5>Se<,2>、CuIn<,2>Se<,3.5>、CuIn<,

5、3>Se<,5>和CuIn<,5>Se<,8>)隨組份變化的Raman聲子頻移變遷,并利用空位弛豫機理討論A<,1>模式頻移、附加Raman模式與組份的關系.該文首次討論了CuIn<,5>Se<,8>、CuGa<,5>Se<,8>晶格振動以及Ga含量對四元有序缺陷化合物Cu(In<,1-x>Ga<,x>)<,5>Se<,8>薄膜的晶格振動模式的影響.最后,該文初步分析了CdS和ZnO:A1薄膜的結構、光學特性等與生長條件的關系,并構制出