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近距离升华制备织构可控CdTe多晶薄膜与CdTe纳米薄膜及Rietveld结构精修

2020-12-07阅读(592)

近距离升华制备织构可控CdTe多晶薄膜与CdTe纳米薄膜及Rietveld结构精修

论文摘要

Cd基Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物（如CdTe、CdS、CdZnTe）具有合适的带隙宽度、高吸收系数与较大的原子序数使之在太阳能电池、辐射计数器中都有良好的应用前景。本文概述了Cd基Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物在太阳能电池与辐射计数器中的应用,并对CdTe多晶薄膜的制备进行了进一步的探索,同时,对Rietveld结构精修进行了初步的摸索与应用。本文主要总结了我以下四个方面的工作:（1）设计了一种以真空镀膜仪器为基体自行设计蒸发源实现近距离升华制备CdTe多晶薄膜的方法,并对该沉积系统的温度随各影响因素的变化作了一个初步的研究;（2）利用近距离升华法成功地制备了织构可控的CdTe多晶薄膜,并对该薄膜的光吸收特性进行了研究;（3）利用近距离升华制备了具有纳米结构的CdTe半导体薄膜,并结合XRD、SEM分析对纳米结构的生长过程进行了初步的推断;（4）系统地介绍了Rietveld方法的发展历程及基本原理,并将Rietveld方法成功地应用于本实验室水热合成制备的NiS2、FeS2粉体的结构精修之中,并利用定量相分析的结果分析了最终产物中各相的含量。通过上面的工作,我们得到如下主要结论:（1）本实验中电流改变工艺直接影响镍片加热器与基片的升温速率;镍片加热器的规格直接影响到温差的高低;（2）采用近距离升华法制备织构可控的CdTe多晶薄膜,其择优取向有赖于电流增加速率,且不同择优取向的CdTe多晶薄膜的带隙宽度变化不大;（3）使用近距离升华法可以制备多种形貌的CdTe纳米结构,且该方法具有成本低廉、产量大等特点;（4）根据Rietveld精修结果,我们发现伴随着反应温度的升高及反应时间的延长,主相NiS2和杂相Ni3S4晶格常数的变化呈现相反的变化趋势;对水热法合成的FeS2的定量相相分析结果说明反应温度为180℃下的样品白铁矿含量较低,因此,本实验条件下水热合成FeS2粉晶的适宜反应温度为180℃。

论文目录

  • 中文摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 Cd 基Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物的应用简介
  • 1.1.1 多晶CdTe 材料的特点与Cd 基太阳能电池的设计、应用和前景
  • 1.1.2 CdTe 与CdZnTe 在辐射计数器中的应用
  • 1.2 CdTe 多晶薄膜的制备方法
  • 1.2.1 真空蒸发法简介
  • 1.2.2 近距离升华法简介
  • 1.3 多晶薄膜的物理表征手段
  • 1.3.1 X 射线衍射分析（XRD）
  • 1.3.2 扫描电子显微镜（SEM）
  • 1.3.3 固体紫外—可见光谱分析（UV-VIS）
  • 1.4 本文内容
  • 参考文献
  • 第二章 近距离升华法制备CdTe 多晶薄膜装置的设计
  • 2.1 引言
  • 2.2 近距离升华法制备CdTe 多晶薄膜装置
  • 2.3 不同镍片加热器规格，不同电流改变工艺下的蒸发源温度
  • 2.3.1 镍片加热器规格与电流改变工艺
  • 2.3.2 不同电流改变工艺下，加热器及基片温度变化的研究
  • 2.3.3 讨论与分析
  • 2.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第三章 近距离升华法制备织构可控的CdTe 多晶薄膜
  • 3.1 引言
  • 3.2 样品制备与测试
  • 3.2.1 前期研究工作
  • 3.2.2 织构可控薄膜的研究工作
  • 3.2.3 样品的测试
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 前期工作的结果与讨论
  • 3.3.2 样品A、B、C 择优取向分析
  • 3.3.3 样品A、B、C 表面形貌分析
  • 3.3.4 样品A、B、C 光学性质分析
  • 3.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第四章 近距离升华法制备CdTe 纳米薄膜
  • 4.1 引言
  • 4.2 样品的制备与测试
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 结构分析
  • 4.3.2 表面形貌分析
  • 4.3.3 实验条件对CdTe 纳米薄膜形貌的影响
  • 4.3.4 近距离升华法制备CdTe 纳米结构生长过程的初步推断
  • 4.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第五章 水热合成硫属化合物纳米粉体的结构精修
  • 5.1 引言
  • 5.2 Rietveld 结构精修法
  • 5.2.1 Rietveld 结构精修法的发展历程
  • 5.2.2 Rietveld 结构精修法的基本原理
  • 5.2.3 Rietveld 结构精修的基本要求、步骤及策略
  • 5.2.4 Rietveld 结构精修法的定量相分析
  • 2、FeS2 纳米粉体的结构精修'>5.3 水热法合成NiS2、FeS2纳米粉体的结构精修
  • 2 纳米粉体的结构精修'>5.3.1 水热法合成NiS2纳米粉体的结构精修
  • 2 纳米粉体的结构精修'>5.3.2 水热法合成FeS2纳米粉体的结构精修
  • 5.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第六章 工作总结与展望
  • 6.1 工作总结
  • 6.2 存在的问题与进一步工作的展望
  • 附录
  • 致谢

    • 相关论文文献

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