磁控溅射制备CdO基透明导电薄膜及其性能研究(2)_毕业论文

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磁控溅射制备CdO基透明导电薄膜及其性能研究(2)

    近现代,能源缺乏、环境污染和温室效应越来越严重,但是太阳能电池却有着绿色无污染、可再生等特点,一直被世界各国持续研究。目前,太阳能电池的主要材料用的是硅。但其中制造成本过高,因此其他不同的金属氧化物材料正在被广泛的研究。来自优I尔Q论T文D网WWw.YoueRw.com 加QQ7520~18766

 最近的几年,很多的化合物半导体电池技术都在快速的进步。像GaAs、CdTe、CulnSe2几种典型的化合物半导体太阳能材料中,砷化稼仅适用于一些要求较高的地方比如太空或军事领域,因为虽然它的光电转换效率高,但价格较贵;其次,对于CulnSe2,目前人们对其薄膜太阳能电池的研究还不是很深入,因此它有着很大的发展空间,17。6%是目前在实验室中能达到的转换效率:禁带宽度为1。45eV的CdTe多晶薄膜,其转换效率可以高达16%-29%,不仅如此,其成本也很可观,因此,CdTe电池已被小规模应用于生产。而CdS这种材料,可以和CdTe 、CulnSe2这类型的材料结合制成质量很好的异质结太阳能电池。

 本论文主要研究半导体化合物CdO,它的禁带不宽,载流子浓度高、透射率高、迁移率高,是其最大的特点[1],并且方法用对了的话比较容易得到它的质量相当不错的薄膜,而且限制条件也不苛刻,常温常压,低温低压均可成膜。同时,CdO薄膜与CdTe、CulnSe2 以及Si 等形成异质结太阳能电池,能投入大规模生产且成本较低,因此在CdO在这方面有较可观的发展前景。

1。2 薄膜的制备方法

透明导电薄膜的制备方法已经成型。总结一下大致分为两类,分别是一、物理气相沉积法(PVD),二、化学气相沉积法(CVD)。         

首先介绍下CVD化学气相沉积法,顾名思义,它的本质是一种化学反应过程。反应物与衬底的表面发生化学反应,同时样品表面温度升高,随着时间的流逝然后生成的固态物质在表面沉淀积累,就能够形成所需的固体薄膜。目前来说,这种方法在特定的几个领域用的较多,这几个领域都是晶体领域。

其次是物理气相沉积法,这是本次论文主要用到的方法。显而易见,该方法是一个物理过程。与化学方法有明显区别。该方法在真空条件下进行,用将液态或固态的物质形态改变,这边就很明显看出来使用的是物理方法。物质形态改变为气态原子、分子或离子之后,发生各种物理反应,比如加个电场磁场,让它们轰击靶材表面进行沉积,然后就能够制造出的高质量的薄膜。

物理气相沉积法进行更细致的划分可分为:直流磁控溅射法、射频溅射法、热蒸发法等。

    本论文具体研究的是物理气相沉积法中的一种,该法通常我们将其分为以下三个步骤:

    首先,气化所要制备的原材料。论文网

    其次,通过磁力将气化后的粒子使其聚集到基片表面周围。

    最后,基片表层附近的粒子物质通过物理反应生成膜或在基片上聚集,成丘壑态。

    它具有以下优点:

   (1)薄膜致密均匀,纯度也很高;

   (2)控制膜厚度比较简单,并且结构也更加多样化,成分更加的稳定,薄膜的表面也相当十分平整;

   (3)膜与基片结合非常牢固;

   (4)沉积的介质薄膜保留了块状材料独有的某些特性;

   (5)对靶材的要求不是很高;

   (6)制作流程相对比较简单,可直接应用于实际工业生产中,并大规模生产。

溅射一般有两种装置,其中,当靶材为良性导体时,采用直流溅射装置。反之,用射频溅射装置。 (责任编辑:qin)