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通过喷雾热解法沉积的铜铟二硒化物薄膜

DOI：10.1590/0366-69132017633662082 期刊：Ceramica 出版年份：2017 更新时间：2025-09-04 15:30:14
摘要： 采用喷雾热解技术在玻璃基板上沉积了Cu1-xInxSe2（0.45≤x≤0.80）薄膜作为光伏电池的吸收层。根据化学计量比的变化分析了薄膜的结构、形貌、光学和电学特性。X射线衍射分析显示最强峰为(204/220)晶向，薄膜包含CuSe、CuSe2和CuInSe2相。无论化学计量比如何变化，薄膜均呈现无裂纹的均匀表面。电学表征表明沉积薄膜的电导过程激活能平均值为0.74 eV，具有典型半导体特性。光学测试波长范围350-1100 nm，薄膜在550 nm波长处吸收系数达103 cm-1量级，光学带隙为1.4 eV。结果表明：当基板温度400°C、溶液流速1 mL/min、沉积时间10分钟且化学计量比为Cu0.2In0.8Se2时，获得的薄膜最适合用作吸收层——该条件下薄膜无裂纹，在550 nm波长处吸收系数高达6.8×103 cm-1，厚度约2.5 μm，室温电阻率为0.13 kΩ·m。
作者： C. S. Manhanini，H. R. Paes Jr.
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用喷雾热解技术在玻璃基板上制备铜铟二硒化物薄膜，并研究沉积条件、热处理及化学计量比对薄膜形貌、电学、光学和结构特性的影响，以应用于光伏电池吸收层。

研究成果

光伏电池中作为吸收层的二硒化铜铟薄膜沉积的最适宜条件为：衬底温度400°C、溶液流速1 mL/min、沉积时间10分钟以及化学计量比Cu0.2In0.8Se2。在此条件下获得的薄膜无裂纹，在550 nm波长处具有6.8×103 cm?1的高吸收系数，厚度约2.5微米，室温电阻率为0.13 kΩ·m。

研究不足

该研究在计算吸收系数时未考虑反射率，鉴于薄膜具有镜面特性（尤其是铜浓度较高的薄膜），这一因素可能相关。此外，这些薄膜未呈现文献报道的主要X射线衍射峰（112），这可能影响吸收系数的准确性。

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