真空蒸发制备CdSe_xTe_(1-x)薄膜及其Sb掺杂的研究

【摘要】近年来CdSexTe1-x三元化合物薄膜由于光学带隙连续可调等原因,可以制备具有渐变带隙的光伏电池,因此受到了许多研究者的关注,目前制备CdSexTe1-x三元化合物薄膜最好的方法是热壁真空沉积技术。本文采用真空蒸发法在CdTe粉末中按不同比例掺入CdSe粉末,选择合适的工艺条件,纯的CdSexTe1-x薄膜和金属锑掺杂的CdSexTe1-x化合物薄膜在玻璃基底上被制备,最后,以氮气作为保护气对薄膜进行不同条件的退火处理,处理时间均为15min。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、紫外-可见分光光度计和四探针电阻率测试仪分别对薄膜的晶体结构、表面形貌、化学成分、结合能和光、电性能等进行了测试,分析了x值、热处理和Sb掺杂对薄膜性能的影响。XRD测试结果表明,无论掺杂与否CdSexTe1-x三元化合物薄膜的结构均为立方闪锌矿结构,并且择优生长方向为(111)晶面,晶格常数随x值的增大呈现线性减小的趋势；透射光谱表明,在可见光范围内光能几乎均被CdSexTe1-x薄膜吸收,而吸收限随x值的增大先向长波方向移动,x=0.75时吸收限达到最大值,然后又反过来向短波方向移动,x=0.75时光学带隙最小为1.41eV;XPS测试表明,薄膜的主要成分为CdSexTe1-x三元化合物,随着x值增大,Se、Te、Cd三种元素的特征峰均向高能端移动；所有测试表明升高热处理温度和Sb掺杂都可以改善薄膜的结晶状况、光学和电学性质,都没有改变薄膜的物相结构,Sb掺杂可以明显地减小薄膜在长波区域的透射,Sb的浓度为2%时光学带隙和透射率减小到最小值；纯CdSexTe1-x薄膜的电阻率非常高,Sb掺杂会明显降低薄膜的电阻率,Sb的浓度为2%时电阻率最低,达到3.548×10-3Ω·cm。
【作者】刘永生；
【导师】李蓉萍；
【作者基本信息】内蒙古大学，物理电子学，2014，硕士
【关键词】真空蒸发；CdSexTe1-x薄膜；Sb掺杂；电学和光学性能；

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