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(shí)驗(yàn)研究背景實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)研究背景實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)研究背景實(shí)驗(yàn)研究背景 溶液法溶液法摻硒研究現(xiàn)狀摻硒研究現(xiàn)狀A(yù)ppl. 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(shí)驗(yàn)研究背景實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)研究背景實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)研究背景實(shí)驗(yàn)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(yù)制層均含預(yù)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(shí)驗(yàn)研究背景實(shí)驗(yàn)研究背景 預(yù)制預(yù)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(shí)驗(yàn)裝置示意圖實(shí)驗(yàn)裝置示意圖實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)條件實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿鹘饘兕A(yù)制層有效摻入硒的途徑，獲得較高質(zhì)量薄膜并提實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾剿鹘饘兕A(yù)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)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(yù)制金屬預(yù)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論-低溫退火置硫低溫退火置硫 S含量過(guò)低，需尋求提高含量過(guò)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)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(wú)法有效調(diào)控硫硒比藝無(wú)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論-一一步硫硒化步硫硒化該工藝無(wú)法改善薄膜形貌該工藝無(wú)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論-低低溫置硫后硫硒化溫置硫后硫硒化CZTSSe實(shí)際上是實(shí)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論實(shí)驗(yàn)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