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CdTe/CdS多晶薄膜及其异质结界面的研究

武莉莉  
【摘要】: 本论文的研究内容系“九五”科技攻关项目——《Ⅱ-Ⅵ族化合物半导体多晶薄膜太阳电池的研制》的一部分。论文以CdTe/CdS薄膜及其异质结为研究对象,目的在于: 1.研究CdCl_2气相退火对CdS薄膜微结构、能隙宽度、电导率的影响。 2.找出CdTe薄膜的最佳退火条件。 3.探索氧气在近空间升华沉积CdTe薄膜过程中的作用。 通过系统研究,获得以下主要成果: 1.首次发现无CdCl_2处理的CdS膜在410℃退火后出现金属镉的衍射峰。退火使CdS薄膜的光能隙从刚沉积的2.51ev减小到2.40eV左右,接近CdS单晶的值(2.42eV)。410℃退火30分钟的CdS薄膜的光、暗电导比最大,电学性能最好。CdS薄膜的光电导衰变曲线经过拟合,可以反映出薄膜内部杂质缺陷态的相对多少。 2.获得了CdTe薄膜的最佳退火条件——380℃+CdCl_2处理。观察到CdTe薄膜的再结晶过程发生在退火380℃附近。综合光致发光(PL)谱和Ⅰ-Ⅴ曲线分析得到,380℃退火后的CdTe膜表面和CdTe/CdS界面的缺陷态密度最低,异质结的电学性能最好。CdCl_2有助于减少表面、界面的缺陷态密度,从而提高短路电流。 3.在CSS(close space sublimation)沉积CdTe时,Ar+O_2气氛中生长的CdTe薄膜比Ar气氛中生长的更致密。且氧气的参与显著提高了器件的开路电压。


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