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1、本文采用真空蒸發(fā)法在玻璃襯底上制備Sb摻雜Sn2S3薄膜,在氮?dú)獗Wo(hù)下對(duì)薄膜進(jìn)行不同條件的熱處理,獲得了性能良好的正交晶系Sn2S3多晶薄膜。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下:
⑴XRD分析顯示:采用Sn:S混合粉末比例為1:1.2(at%)制備出的薄膜,經(jīng)T=380℃、400℃、430℃,t=40min熱處理都可獲得正交結(jié)構(gòu)的Sn2S3薄膜,最佳熱處理?xiàng)l件為380℃處理40min,相應(yīng)的平均晶粒尺寸約為76.71nm。
2、 ⑵在相同溫度條件下,摻Sb可明顯減少熱處理的時(shí)間。5%(質(zhì)量比)摻Sb制備的薄膜在T=380℃,t=30min熱處理后,可得到晶相結(jié)構(gòu)完整的Sn2S3多晶薄膜,平均晶粒尺寸為56.91nm。
⑶SEM分析給出,Sn2S3薄膜表面顆粒大小均勻,膜面致密,有輕微顆粒聚集現(xiàn)象。能譜分析給出:Sn2S3薄膜體內(nèi)化學(xué)計(jì)量比為1:1.49,與標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量比非常接近。摻Sb為5%的Sn2S3薄膜體內(nèi)Sn與S化學(xué)比例為1:0.543,化學(xué)
3、計(jì)量比偏離較大錫過量。
⑷XPS分析給出:Sn2S3薄膜表面Sn與S比例為1:1.4;摻Sb為5%的Sn2S3薄膜表面Sn與S比例為1:0.17,化學(xué)計(jì)量比偏失較大。Sn2S3薄膜中的Sn和S以Sn2+、Sn4+、S2-的形式存在,Sb元素顯示正5價(jià)。
⑸Sn2S3薄膜有良好的光吸收特性,在500nm以下對(duì)光完全吸收,直接光學(xué)帶隙在1.9-2.3eV。摻Sb5%后的Sn2S3薄膜光吸收非常強(qiáng),相應(yīng)的直接光學(xué)帶
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