纳米金属氧化物制备多晶Cu(In,Ga)Se_2薄膜反应过程及其性能研究

编号：NMJS03517

篇名：纳米金属氧化物制备多晶Cu(In,Ga)Se_2薄膜反应过程及其性能研究

作者：郑春满； 韦永滔； 谢凯； 韩喻；

关键词：氧化物； Cu(In,Ga)Se2薄膜； 光学性能； 反应过程；

机构： 国防科学技术大学航天科学与工程学院材料科学与工程系；

摘要： 以铜铟镓纳米金属氧化物为起始原料,采用化学还原+固体硒源后硒化的方法在不锈钢表面制备出多晶Cu(In,Ga)Se2(CIGS)薄膜。采用场发射扫描电镜、高分辨透射电镜、能谱分析和X射线衍射等方法对制备过程中材料组成和结构的演变进行了研究,采用霍尔效应测试仪和吸收光谱分析等对多晶CIGS薄膜的性能进行了表征。研究结果表明,纳米金属氧化物主要含CuO、In2O3、Ga2O3和铜-铟、铜-镓二元合金氧化物等成分,在还原反应中逐渐转变成Cu11In9、Cu9In4等产物,同时薄膜中形成大量孔隙;硒化过程中,硒蒸气沿孔隙通道进入还原产物的晶格,反应生成CIS和CGS,从而形成具有黄铜矿结构的多晶CIGS薄膜;多晶CIGS薄膜表面晶粒排列紧密,属于p型半导体,其载流子浓度为2.3×1015cm-3,迁移率为217 cm2/(V.s),电阻率为36.cm,带隙宽度约为1.15 eV。