cdznte薄膜制备与性能表征.doc

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1、国内图书分类号：TN304西北工业大学工学硕士学位论文CdZnTe薄膜制备与性能表征硕士研究生：周昊导师：介万奇教授申请学位级别：硕士学科、专业：材料学所在单位：材料学院答辩日期：2010年03月授予学位单位：西北工业大学Classifiedindex：TN304ThesissubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringGrowthandCharacterizationOfCdZnTeFilmMSCandidate：ZHOUHaoAdvi

2、sor：ProfessorJIEWanqiDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MaterialsEngineeringSchool：SchoolofMaterialsScienceandEngineeringDateofOralDefence：March2010UniversityConferringDegree：NorthwesternPolytechnicalUniversity摘要摘要CdZnTe是一种性能优异的II-VI族化合物半导体。虽然对CdZnTe体单晶的研究由来已久，但关于Cd

3、ZnTe薄膜的制备、性能及表征上尚存在诸多难题。本文研究了真空蒸发法制备CdZnTe薄膜的技术；分析了CdZnTe薄膜的沉积模型；对比了退火前后CdZnTe薄膜成分、结构和光电性能的变化。利用真空蒸发法制备CdZnTe纳米薄膜。该方法具有工艺简单，成膜致密且均匀性好以及反应参数易于控制等优点，是目前大面积、低成本制备CdZnTe薄膜的一种重要方法。我们通过采用相同的沉积工艺，改变沉积时间，得到了三组不同厚度的CdZnTe薄膜，依次分别命名为CZT-1、CZT-2和CZT-3。分析了不同沉积工艺条件下制备得到的CdZnTe薄膜的结晶质量、表面形貌、禁

4、带宽度和电学性能；采用高分辨透射电镜观察了CdZnTe薄膜与衬底界面处的微观结构，分析了CdZnTe薄膜沉积模型；对所制备的CdZnTe薄膜在N2气氛下进行退火处理，研究了不同退火工艺对薄膜形貌、光学带隙宽度和电学性能的影响。研究发现，当衬底温度为室温时，真空蒸镀制备的薄膜中的成分配比偏离原料中的配比，呈现不同程度的富Te倾向。随着沉积时间的延长，CdZnTe薄膜表现出明显的择优取向生长，生长面为（111）面，并表现出层岛复合模式的生长机制。三组薄膜CZT-1、CZT-2和CZT-3的禁带宽度依次分别为2.26eV、2.12eV和1.6eV，电阻率

5、依次分别为4.2E9cm、3.1E11cm和7.4E11cm。在300℃和400℃氮气气氛退火后，薄膜择优取向得到加强，薄膜颗粒长大，光学吸收边变得陡峭，电阻率提高，平衡载流子增加。关键词CdZnTe薄膜,太阳能电池,性能表征,退火IABSTRACTABSTRACTCdZnTe(CZT)isakindofII-VIsemiconductorswithexcellentphotoelectricproperties.AlthoughthestudyonCdZnTecrystalhaslastedforalongperiod,therestillexi

6、stsomeproblemsinthepreparation,characterizationandupgradationofCdZnTefilms.Inthisthesis,theCdZnTethinfilmswerepreparedbyvacuumdepositionmethod,whichisprovedtobethebestmethodamongdifferenttechnologiesforthelargeareapreprationofCdZnTethinfilmsduetoitssimplicityandlowcost.Nano-cr

7、ystallineCdZnTefilmsweregrownonsiliconwaferandglasssubstratebyvacuumdepositionmethod.CdZnTefilmsamplesgrownunderthesameconditionswithdifferentdepositiontime,arenamedCZT1,CZT2andCZT-3respectively.Thecomposition,structure,surfacemorphologyandthephotoelectricpropertiesofthethrees

8、ampleswereanalyzed.TheeffectsoftheannealinginN2onthepropertie