ZnSe薄膜的電沉積法制備研究.pdf

1、納米晶太陽(yáng)能電池(NPC)以及極薄吸附層太陽(yáng)能電池(ETA)以其工藝簡(jiǎn)單，成本低廉等優(yōu)勢(shì)成為太陽(yáng)能電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文綜述了各種太陽(yáng)能電池的發(fā)展情況，研究了新一代緩沖層材料ZnSe薄膜的電沉積法制備，并對(duì)ZnSe在透明導(dǎo)電氧化物(TCO)基底上的沉積機(jī)理進(jìn)行了討論。 本文采用恒電位沉積的方法從ZnSO<,4>和SeO<,2>的水溶液中，在不同的透明導(dǎo)電氧化物基底上制備出接近化學(xué)計(jì)量的、純立方相的 ZnSe薄膜。采用XRD、S

2、EM、EDS和UV-VIS表征了薄膜的相組成、結(jié)晶形貌、透光率和帶隙值，并在認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的基礎(chǔ)上討論了ZnSe的電沉積機(jī)理。 根據(jù)能斯特(Nernst)方程式計(jì)算出在本實(shí)驗(yàn)條件下se和zn的沉積電勢(shì)。研究了SeO<,3><'2->濃度、pH值、溫度、沉積電位、支持電解質(zhì)和絡(luò)合劑等因素對(duì)沉積過(guò)程和薄膜結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明，SeO<,3><'2+> 是電解液中的活性物質(zhì)；支持電解質(zhì)(K<,2>SO<,4>)能夠極大地

3、促進(jìn)ZnSe的結(jié)晶和沉積，而絡(luò)合劑(Na<,2>EDTA)所起到的絡(luò)合作用很微弱。 基底對(duì)于沉積過(guò)程的影響顯著。不同基底上的沉積情況明顯不同。H<,2>Se 在透明導(dǎo)電氧化物電極上的原位催化效應(yīng)導(dǎo)致ZnSe的沉積難以進(jìn)行。最終，我們通過(guò)對(duì)電解液的強(qiáng)烈攪拌，削弱H<,2>Se的原位催化效應(yīng)，制備出了純立方相的 ZnSe薄膜。但是，在不同基底上沉積出的薄膜都不同程度的存在Se元素過(guò)量，而在流動(dòng)的Ar氣中煅燒可以有效地改進(jìn)薄膜的化學(xué)計(jì)