znse薄膜的电沉积法制备研究

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1、摘要纳米晶太阳能电池(NPC)以及极薄吸附层太阳能电池(ETA)以其工艺简单，成本低廉等优势成为太阳能电池领域的研究热点。本文综述了各种太阳能电池的发展情况，研究了新一代缓冲层材料ZnSe薄膜的电沉积法制备，并对ZnSe在透明导电氧化物(TcO)基底上的沉积机理进行了讨论。本文采用恒电位沉积的方法从ZnS04和Seth的水溶液中，在不同的透明导电氧化物基底上制备出接近化学计量的、纯立方相的ZnSe薄膜。采用XRD、gEM、EDS和UV-VIS表征了薄膜的相组成、结晶形貌、透光率和带隙值，并在认真分析实验现象和结果的基础上讨论了ZnSe的电沉积机理。根据能斯特(Ne

2、mst)方程式计算出在本实验条件下se和zn的沉积电势。研究了Se032"浓度、pH值、温度、沉积电位、支持电解质和络合剂等因素对沉积过程和薄膜结构与性能的影响。结果表明，se032。是电解液中的活性物质；支持电解质(K2SOD能够极大地促进ZnSe的结晶和沉积，而络合剂(Na2EDTA)所起到的络合作用很微弱。基底对于沉积过程的影响显著。不同基底上的沉积情况明显不同。H2Se在透明导电氧化物电极上的原位催化效应导致ZnSe的沉积难以进行。最终，我们通过对电解液的强烈搅拌，削弱I-12Se的原位催化效应，制备出了纯立方相的ZnSe薄膜。但是，在不同基底上沉积出的薄

3、膜都不同程度的存在Se元素过量，而在流动的Ar气中煅烧可以有效地改进薄膜的化学计量。关键词：ZnSe薄膜；电化学沉积；水溶液；透明导电氧化物；电沉积机理ABSTRACTNanocrystalphoto-eletrochemicalcells(NFC)andextremelythinabsorbersolarcells(ETA)havebeenwidelystudiedaccordingtotheirlowcostandsimpletechnology．Inthispaper,alloverviewaboutthedevelopmentofvariouskindof

4、solarcellswasgiven．TheelectrodepositionofZnSeasacandidateforbufferlayersofNPCandETAsolarcellswasstudied．Furthermore，thedepositionmechanismofZnSeontransparentconductiveoxides(TCO)Wasdiscussed．Pure，cubicZnSefilmsincoincidencewithstoichiometryWCTefabricatedonTCOsbYpotentiostaticdepositio

5、nfromelectrolytescontainingZnS04andSe02．XRD,SEM，EDSandUv．ⅥSWereemployedtocharacterizethecomposition，surfaceandcross-sectionpattern,transmittanceandenergybandgapOfZnSefilms．TheexperimentalrcsuItsshowedtha乞Se032-WasanactivesubstanceintheelectrolyteandtheinertsubstanceK2S吼couldsignifican

6、tlyimprovethecrystallizationanddepositionofZnSewhiletheactionofthecomplexingagentNazEDTAwassmall．ItWaspossibletofabricatefilmswith900dcharactersonvarioussubstratesintheconditionthatthetemperatureWasfixedat70℃．thepHvaluewas2Aandthedepositionpotentialwasintherangeof-900mV～-l100mV．Substr

7、atesgreatlyaffectedthedepositionprocess,morphologyandpropertiesoftheas-preparedfilms．111ein-situcatalysisreactionofH2SedirectlyresultedinthedifficultyofZnSedepositiononTCOs．PurecubicZnsefilmswerefinallyobtainedbyviolentlystirringofelectrolytestoreducethein-situreactionofH2Se．Moreover,

8、thest