研究目的
研究衬底温度对射频磁控溅射沉积的硫化镉（CdS）薄膜在结构、光学和电学性能方面的影响，该薄膜用于太阳能电池应用。
研究成果
研究表明，衬底温度显著影响硫化镉（CdS）薄膜的结构、光学和电学特性。在300°C下沉积的薄膜展现出作为薄膜太阳能电池窗口层的最佳性能。
研究不足
本研究仅限于衬底温度对射频溅射沉积CdS薄膜的影响。其他沉积参数如射频功率、气体流量和沉积时间保持不变。
1：实验设计与方法选择
采用射频磁控溅射技术在硼硅酸盐玻璃衬底上沉积CdS薄膜，衬底温度范围为25–300°C。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、紫外-可见-近红外光谱仪(UV-VIS-NIR)和霍尔效应测量系统对薄膜的结构、形貌、光学及电学特性进行表征。
2：样品选择与数据来源
使用标准硼硅酸盐玻璃衬底，依次用甲醇、丙酮、甲醇和去离子水进行机械清洗和超声波清洗。
3：实验设备与材料清单
射频磁控溅射机(NSC-3500，双枪)、CdS靶材(纯度99.99%)、石英晶体沉积监控器(QCM)、质量流量控制器(MFC)、Dektak探针式轮廓仪、BRUKER AXS-D8衍射仪、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、珀金埃尔默UV WinLab光谱仪、霍尔效应测量系统。
4：实验流程与操作步骤
清洗衬底并安装至溅射设备，在氩气环境下于不同衬底温度沉积CdS薄膜，通过QCM监控膜厚。沉积后样品在100°C空气中退火10分钟，随后采用多种技术进行特性表征。
5：数据分析方法
采用布拉格定律和谢乐公式分析XRD数据，通过紫外-可见-近红外光谱分析光学特性，利用霍尔效应测量分析电学特性。
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UV–VIS-NIR spectrometer
UV WinLab
PerkinElmer
Optical properties analysis
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RF magnetron sputtering machine
NSC-3500
Deposition of CdS thin films
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Quartz Crystal Deposition Monitor
QCM
Monitoring film thickness during deposition
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Mass Flow Controller
MFC
Controlling the flow of Ar gas during deposition
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Dektak stylus profilometer
Measuring film thickness
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BRUKER AXS-D8 diffractometer
BRUKER
X-ray diffraction analysis
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Field Emission Scanning Electron Microscope
FE-SEM
Morphological analysis
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Hall Effect measurement system
Electrical properties analysis
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