探索有效掺入硒的方式

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 纲纲u 探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验研究背景实验研究背景 溶液法溶液法掺硒研究现状掺硒研究现状Thin Solid Films 519 (2011) 73787381探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验研究背景实验研究背景 溶液法溶液法掺硒研究现状掺硒研究现状J. Mater. Chem. A, 2013, 1，6880探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效

2、效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验研究背景实验研究背景 溶液法溶液法掺硒研究现状掺硒研究现状Appl. Mater. Interfaces，2013, 5, 1004210047探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径APPLIED PHYSICS LETTERS103 (2013) 163904实验研究背景实验研究背景 真真空法空法掺硒研究现状掺硒研究现状探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径器件器件实验研究背景实验研究背景 真空法真空法掺硒研究现状掺硒研究现

3、状Solar Energy 100 (2014) 2330探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径器件器件实验研究背景实验研究背景 真空法真空法掺硒研究现状掺硒研究现状预制层均含预制层均含S（Se）探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径器件器件实验研究背景实验研究背景 预制预制层的选择层的选择探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径背景真空：背景真空：1.010-4Pa 工作气体：工作气体：Ar气气气体流量：气体流量：3

4、0sccm 工作气压：工作气压：0.5Pa 靶材功率：靶材功率：Cu(50W)、Zn(110W)、 Sn(50W)衬底温度：常温衬底温度：常温实验装置示意图实验装置示意图实验条件实验条件实验目的：探索金属预制层有效掺入硒的途径，获得较高质量薄膜并提实验目的：探索金属预制层有效掺入硒的途径，获得较高质量薄膜并提高器件效率。高器件效率。 探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-低温退火置硫低温退火置硫底部加底部加Cu底部未加底部未加Cu不不同退火工艺薄膜表面形貌图同退火工艺薄膜表面形貌图 金属预制金属预制层表面

5、蒸镀层表面蒸镀S 低温退火置硫低温退火置硫500，二次结晶二次结晶探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-低温退火置硫低温退火置硫 S含量过低，需寻求提高含量过低，需寻求提高S含量的退火方式含量的退火方式.硫化温度原子组分比Cu/(Zn+Sn)Zn/Sn S/(S+Se)2000.791.310.043000.711.350.104000.741.280.125000.711.300.12探 索 铜 锌 锡 硫

6、探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-低温退火置硫低温退火置硫硒源温度原子组分比Cu/(Zn+Sn)Zn/Sn S/(S+Se)3000.711.300.163500.771.310.124000.901.170.08300350该工该工艺无法有效调控硫硒比艺无法有效调控硫硒比探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-低温退火置硫低温退火置硫该工艺可有效调控薄膜硫硒比该工艺可有效调控薄膜硫硒比 形貌太差，需寻求有效改善薄膜形貌的退火方式形貌太

7、差，需寻求有效改善薄膜形貌的退火方式.S/Se(重量比)原子组分比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 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-一一步硫硒化步硫硒化该工艺无法改善薄膜形貌该工艺无法改善薄膜形貌.探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-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.低温置硫后硒低温置硫后硒硫化硫化一步硒硫化一步硒硫化探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-低低温置硫后硫硒化温置硫后硫硒化硫硒比可调控硫硒比可调控.S/Se(重量比)原子组分比Cu/(Zn+Sn)Zn/Sn S/(S+Se)1:750.731.050.311:600.711.060.471:300.701.090.50探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-低低温置硫后硫硒化温置硫后硫硒化 形貌得到有效改善形

9、貌得到有效改善.探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-低低温置硫后硫硒化温置硫后硫硒化未发现明显杂峰，随着未发现明显杂峰，随着S含量的增加，晶格常数含量的增加，晶格常数值变小，峰向大角度偏移值变小，峰向大角度偏移.探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-低低温置硫后硫硒化温置硫后硫硒化CZTSSe实际上是实际上是CZTS与与CZTSe的固溶体的固溶体.探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的 途掺 入 硒 的 途 径径实验结果与讨论实验结果与讨论-低低温置硫后硫硒化温置硫后硫硒化S/Se(重量比重量比)晶格常数晶格常数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样品样品10.660.56样品样品20.620.54出现了出现了Sn的硫硒化物相的硫硒化物相.探 索 铜 锌 锡 硫探 索 铜 锌 锡 硫 有有效效 掺 入 硒 的