两步法制备FeS2薄膜及其性能的研究

论文摘要

FeS2的组元元素储量丰富、无毒,而且具有合适的禁带宽度（大约为0.95eV）和很高的光吸收系数(α≥5×105cm-1,λ≤700nm),是一种很有研究价值的薄膜太阳能电池材料。本文采用两步法在不同的硫化温度和硫化时间条件下制备FeS2薄膜。通过测试分析所制薄膜的晶体结构、化学成分及其光电性能等,研究了工艺参数对所制备FeS2薄膜的影响规律,探索出制备FeS2 薄膜的最佳工艺条件:硫化温度为653K,硫化时间为6 小时。并制备出性能较好的FeS2 薄膜。当硫化温度在553K-653K 变化时,随硫化温度的升高,薄膜结晶度更好,薄膜的S/Fe 值和电阻率增大;当硫化温度高于653K 时,由于温度过高,薄膜表面出现微裂纹,导致薄膜的S/Fe 值和电阻率增大。随着硫化时间延长,薄膜结晶变好,薄膜特征衍射峰强度增强,电阻率增加,但是当硫化超过12 小时,薄膜的电阻率和禁带宽度稍微变小。本课题的研究提供了一种较好的制备FeS2薄膜的方法,同时将为进一步制备FeS2薄膜太阳能电池奠定良好的基础。

论文目录

• 第一章 引言
• 1.1 太阳能电池的研究概述
• 1.2 薄膜太阳能电池的研究的概述
• 1.2.1 真空蒸发镀膜
• 1.2.2 溅射镀膜
• 1.2.3 离子镀膜
• 1.2.4 化学气相沉积
• 1.2.5 溶液镀膜法
• 1.2.6 国外薄膜太阳能电池的研究现状
• 1.2.7 国内薄膜太阳能电池的研究现状
• 1.2.8 薄膜太阳能电池的发展趋势
• 2 薄膜的研究进展及本文的工作'>1.3 FeS₂薄膜的研究进展及本文的工作
• 2 的结构'>1.3.1 FeS₂的结构
• 2 薄膜的方法'>1.3.2 制备 FeS₂薄膜的方法
• 1.3.3 本文的工作
• 2 薄膜及其测试方法'>第二章 两步法制备 FES₂薄膜及其测试方法
• 2.1 试验设备及原料
• 2.1.1 试验设备
• 2.1.2 实验原料
• 2.2 试验流程
• 2.3 样品的制备
• 2.3.1 基片的清洗
• 2.3.2 Fe 膜的制备
• 2 薄膜的制备'>2.3.3 FeS₂薄膜的制备
• 2.4 Fe52 薄膜参数的测试方法和设备
• 2.4.1 薄膜厚度的测量
• 2 薄膜晶体结构的测试'>2.4.2 FeS₂薄膜晶体结构的测试
• 2 薄膜成分的测试'>2.4.3 FeS₂薄膜成分的测试
• 2 薄膜的表面形貌'>2.4.4 观察 FeS₂薄膜的表面形貌
• 2 薄膜的光学性能测试'>2.4.5 FeS₂薄膜的光学性能测试
• 2 薄膜电学性能的测试'>2.4.6 FeS₂薄膜电学性能的测试
• 第三章 薄膜的成核生长形成
• 3.1 概述
• 3.2 薄膜成核生长的热力学
• 3.3 薄膜成核生长的动力学
• 3.4 薄膜的形成过程
• 2 薄膜的影响'>第四章 工艺对 FES₂薄膜的影响
• 2 薄膜的影响'>4.1 硫化温度对 FeS₂薄膜的影响
• 2 薄膜晶体结构的影响'>4.1.1 硫化温度对 FeS₂薄膜晶体结构的影响
• 2 薄膜化学成分的影响'>4.1.2 硫化温度对 FeS₂薄膜化学成分的影响
• 2 晶体表面形貌的影响'>4.1.3 硫化温度对 FeS₂晶体表面形貌的影响
• 2 薄膜的光学性质的影响'>4.1.4 硫化温度对 FeS₂薄膜的光学性质的影响
• 2 薄膜的电学性质的影响'>4.1.5 硫化温度对 FeS₂薄膜的电学性质的影响
• 2 薄膜的影响'>4.2 硫化时间对 FeS₂薄膜的影响
• 2 薄膜晶体结构的影响'>4.2.1 硫化时间对 FeS₂薄膜晶体结构的影响
• 2 薄膜化学成分的影响'>4.2.2 硫化时间对 FeS₂薄膜化学成分的影响
• 2 薄膜表面形貌的影响'>4.2.3 硫化时间对 FeS₂薄膜表面形貌的影响
• 2 薄膜光学性质的影响'>4.2.4 硫化时间对 FeS₂薄膜光学性质的影响
• 2 薄膜电学性质的影响'>4.2.5 硫化时间对 FeS₂薄膜电学性质的影响
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历