ZnS薄膜制备和光学性能研究-论文.pdf

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1、材料与结构赣MaterialsandStructuresZnS薄膜制备和光学性能研究刘军，魏爱香，庄米雪，招瑜(广东工业大学材料与能源学院，广州510006)摘要：采用化学水浴法，以硫酸锌、硫脲、联氨、氨水和去离子水为反应前驱物制备ZnS薄膜。采用SEM、EDS、XRD和透射光谱分析方法，研究反应前驱物中氨水以及联氨的浓度对ZnS薄膜形貌、成分、结构和光学性能的影响，同时对ZnS薄膜的形成机理做进一步分析。结果表明：ZnS薄膜由纳米颗粒组成，这些ZnS纳米颗粒为非晶态结构。ZnS薄膜中S与Zn原子比最大为0．79：1，薄膜中夹杂少量Z

2、nO或Zn(OH)。ZnS薄膜在可见光波段的透过率大于80，禁带宽度为3．74～3．84eV。氨水和联氨浓度对薄膜形貌、成分和光学性能有较大的影响。当反应前驱物中氨水浓度为0．5～0．8mol／L、联氨浓度为0．5～1．0mol／L时，溶液中的化学反应以在衬底上发生的离子一离子反应占主导作用能在衬底上形成致密且颗粒大小分布均匀的ZnS薄膜，S与Zn的原子比接近1：1。关键词：太阳电池；化学水浴法；ZnS薄膜；表面形貌；光学带隙中图分类号：TN304．25文献标识码：A文章编号：1671—4776(2013)0卜0023—06Resea

3、rchofthePreparationandOpticalCharacterizationofZnSThinFilmsLiuJun，WeiAixiang，ZhuangMixue，ZhaoYu(SchoolofMaterialandEnergy，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，China)Abstract：ZnSthinfilmswerepreparedbythechemicalbathdeposition(CBD)usingzincsulfate，thiourea，hyd

4、razine，ammoniaandde—ionizedwaterastheprecursors．Themorphology，stoichio—metricproportion，structureandopticalpropertiesoftheZnSthinfilmspreparedatdifferentam—moniaandhydrazineconcentrationswereinvestigatedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)，energydispersivespectrometer(EDS)

5、，X—raydiffraction(XRD)andUV—VISspectrophotome—ter．Furthermore，theformationmechanismoftheZnSfilmwasanalysed．TheresultsrevealthatthemorphologyoftheZnSfilmsisconstitutiveofnano—particles，andthesenano—particlesareamorphousstructure．ThehighestatomratioofSandZnintheZnSthinfil

6、msreaches0．79：1，whichmeansthatthefilmscontainasmallamountofZnOorZn(OH)2．Theopticaltransmis—sionoftheZnSfilmsisover80inthevisibleregionwithwiderbandgapenergybetween3．74and3．84eV．Themorphology，stoichiometricproportionandopticalpropertiesoftheZnSthinfilmswereaffectedbythec

7、oncentrationsofammoniaandhydrazinegreatly．Theion-by-ionmechanism收稿日期：2012-08—17基金项目：广东省省部产学研项目(2011A090200003)；广州市科技计划项目(12C52111614)通信作者：魏爱香，E-mail：weiax@gdut．edu．cn2013年1月微纳电子技术$5o卷第1期23刘军等：ZnS薄膜制备和光学性能研究playsadominantroleofthechemicalreactionsatthesubstrateinthereact

8、ionprecursorsolu—tion，whichleadstotheformationoftheZnSfilmsatthesubstratewithcompactanduniformparticles．andthe