【摘 要】
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三元硫属化合物Cu-Sn-S系统由于在非线性光学材料和光伏电池中的潜在应用,受到了越来越多的关注。其中Cu2SnS3、Cu3SnS4和Cu4SnS4由于带隙接近光伏转换最佳值,同时具备光吸收
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三元硫属化合物Cu-Sn-S系统由于在非线性光学材料和光伏电池中的潜在应用,受到了越来越多的关注。其中Cu2SnS3、Cu3SnS4和Cu4SnS4由于带隙接近光伏转换最佳值,同时具备光吸收系数高的特点,成为能应用到太阳能电池中更有潜力的材料。由于制备条件不同,Cu-Sn-S三元化合物系统呈现多种结构。本文研究不同生长条件对Cu-Sn-S三元化合物结构的影响。本文首先采用磁控溅射方法制备金属前驱体层,然后在Ar+H2S(5%)中退火制备Cu-Sn-S三元化合物薄膜。通过控制溅射时间,制备Cu/Sn比分别为1.4、1.6、1.8和2.0的前驱体,在450℃的温度下硫化后,制备出不同结构的样品。前驱体Cu/Sn比为1.4时,制备出四方结构Cu2SnS3,其禁带宽度为1.01eV。Cu/Sn比为1.6和1.8时,样品为四方结构Cu2SnS3和正交结构Cu3SnS4共存,样品的禁带宽度分别为1.18eV和1.21eV。将Cu/Sn比为1.4前驱体分别在350℃、400℃、450℃和500℃温度下硫化,发现低温下样品为Cu2-xS结构,硫化温度450℃时,样品为四方结构Cu2SnS3。硫化温度500℃时,样品为四方结构Cu2SnS3和正交Cu4SnS4共存,其禁带宽度为1.01ev。
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