近中性pH溶液雙電位階躍法電沉積CuInSe-,2-薄膜.pdf

1、隨著世界能源問題的日趨嚴(yán)重，作為太陽能電池吸收層的CuInSe2薄膜越來越受到人們的重視，本文研究了溫和化學(xué)條件下CuInSe2薄膜的電沉積制備，實(shí)現(xiàn)了可在ZnO等耐酸堿性差的基底上沉積CuInSe2薄膜的目的。 課題在調(diào)查近中性pH溫和條件下電沉積CuInSe2薄膜體系的影響因素的基礎(chǔ)上，首次采用雙電位階躍電沉積(DPSED)方法，并結(jié)合絡(luò)合劑的輔助，克服了三元組分沉積電位不匹配的問題，在溫和條件下電沉積制備出了接近化學(xué)劑量的

2、黃銅礦CuInSe2薄膜。 首先在ITO玻璃基底上，利用線性伏安法研究了不同絡(luò)合劑、不同溫度以及不同濃度對單一CuCl2·2H2O、InCl3·4H2O、SeO2水溶液體系沉積電位的影響。實(shí)驗得出，在溫和條件下通過上述措施，難以實(shí)現(xiàn)CuInSe2薄膜的常規(guī)電沉積；檸檬酸鈉適合作溫和條件下電沉積溶液的絡(luò)合劑；在-800mV與-1400mV兩個沉積電位下，沉積溶液中的三元素Cu、In、Se傾向于兩兩共沉積，由此提出了DPSED方法。

3、 在DPSED沉積研究中，沉積溶液pH值為6-7的近中性條件，以CuCl2·2H2O、InCl3·4H2O、SeO2為前驅(qū)體，以檸檬酸鈉為絡(luò)合劑，通過加入過量的檸檬酸鈉方式，獲得了穩(wěn)定三元共混的電沉積溶液?？疾炝薉PSED沉積體系、溶液Cu/In比以及階躍參數(shù)對薄膜沉積結(jié)構(gòu)、化學(xué)計量與光學(xué)性能的影響。通過XRD、XPS、SEM、UV-Vis表征了薄膜。 實(shí)驗表明，雙階躍電位點(diǎn)分別為-800mV與-1400mV，持續(xù)時間分

4、別為30s與60s，循環(huán)次數(shù)為5次。使用檸檬酸鈉為15mM，Cu: In: Se=5:3：5時，得到了接近化學(xué)劑量比的無定形沉積膜，隨后在氬氣氛保護(hù)熱處理，400℃保溫1小時，無定形沉積膜進(jìn)一步結(jié)晶，獲得結(jié)晶良好，光學(xué)性能優(yōu)異的CuInSe2薄膜。Cu/In比變化顯著影響薄膜形貌及半導(dǎo)體性質(zhì)，階躍參數(shù)的變化也會影響薄膜形貌。 DPSED沉積過程分析表明，在階躍沉積樣品的XRD衍射譜上出現(xiàn)了CuIn合金相，這可能為生成近化學(xué)劑量