溶膠-凝膠法工藝參數(shù)對(duì)銅鋅錫硫薄膜質(zhì)量及性能影響研究

編號(hào)：FTJS09148

篇名：溶膠-凝膠法工藝參數(shù)對(duì)銅鋅錫硫薄膜質(zhì)量及性能影響研究

作者：王近 袁妍妍 王久和 李濤 張琳

關(guān)鍵詞： 溶膠-凝膠法 結(jié)晶質(zhì)量 銅鋅錫硫薄膜 表面形貌 光學(xué)性能

機(jī)構(gòu)： 江蘇科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

摘要： 以乙酸銅(Cu(CH3COO)2·H2O)、乙酸鋅(Zn(CH3COO)2·H2O)、氯化亞錫(SnCl2·2H2O)、硫脲(CH4N2S)為原料,按一定配比制得前驅(qū)體溶液,以三乙醇胺(C6H15NO3)、乙醇胺(C2H7NO)為穩(wěn)定劑采用溶膠-凝膠法旋涂制備銅鋅錫硫(Cu2ZnSnS4)薄膜。通過掃描電鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線能譜分析(EDS)、紫外-可見-近紅外分光光度計(jì)表征手段對(duì)薄膜的表面形貌、物相結(jié)構(gòu)、成分組成和光學(xué)性能等進(jìn)行分析。研究燒結(jié)溫度、旋涂轉(zhuǎn)速、穩(wěn)定劑加入等工藝參數(shù)對(duì)銅鋅錫硫(CZTS)薄膜的形貌、物相結(jié)構(gòu)及光學(xué)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明,前驅(qū)體溶液濃度為0.2 mol/L,旋涂速度為1000 r/min,時(shí)間為10 s,燒結(jié)溫度為280℃時(shí),得到了符合Cu2ZnSnS4相結(jié)構(gòu)的薄膜樣品;而濃度為0.3 mol/L,旋涂速度為3500 r/min,時(shí)間為15 s,增添乙醇胺(MEA)的穩(wěn)定劑,燒結(jié)溫度為260℃制備出的CZTS薄膜在表面相貌上有較大改善,其中添加1.5 mL三乙醇胺(TEA)及乙醇胺(MEA)穩(wěn)定劑制備的CZTS薄膜形貌呈顆粒狀,薄膜的表面均勻性提高,但薄膜的結(jié)晶質(zhì)量不如0.2 mol/L溶液制備的樣品,薄膜中Sn、S元素的流失而導(dǎo)致其他相的生成使得薄膜的帶寬偏大。此外,樣品的結(jié)晶隨燒結(jié)時(shí)間延長而逐漸變好,但是沒有大尺寸晶粒生成。