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硫掺杂对溶液旋涂法制备的CdSe薄膜结构、形貌及光学性能的影响

DOI：10.1016/j.tsf.2018.12.005 期刊：Thin Solid Films 出版年份：2019 更新时间：2025-11-21 11:18:25
摘要： 采用简单的溶液旋涂法在玻璃基底上制备了三元化合物半导体CdSexS1-x（x=1、0.8、0.6、0.4、0.2和0）薄膜。以醋酸镉、亚硒酸氢钠和硫脲作为Cd2+、Se2?和S2?离子的源材料，三乙醇胺作为封端剂。25%浓氨水溶液既作为络合试剂，也用于将最终溶液pH调节至约11。所有样品的沉积条件（转速2000 rpm持续30秒，基底在120°C空气中干燥2分钟）保持一致。沉积后的玻璃基底薄膜在350°C下退火30分钟。X射线衍射图谱显示所有样品均为六方结构的结晶态多晶材料。多数制备薄膜沿(002)晶面呈现高度择优取向，且(002)晶面峰位随组分"x"变化发生偏移。CdSexS1-x薄膜的平均晶粒尺寸介于62.6纳米至93.4纳米之间。扫描电镜图像显示均匀沉积形貌，球形晶粒均匀分布于整个玻璃基底。CdSe0.8S0.2和CdSe0.6S0.4样品呈现特殊形貌特征——球形纳米颗粒与互联纳米纤维组合形成分级花状微结构。能谱分析证实薄膜元素Cd、Se和S的原子比化学计量比与反应溶液体积比基本一致。傅里叶变换红外光谱证实材料中形成了Cd(Se,S)键合。CdSexS1-x薄膜的光学带隙为直接带隙，范围1.82电子伏特至2.32电子伏特。随着硫元素掺入量增加，薄膜带隙相应增大。该材料因其宽域且精细可调的能带间隙特性，可作为太阳能光伏电池的吸收层材料。
作者： Mahipal Singh Deora，S.K. Sharma
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究硫掺杂对溶液旋涂法制备的CdSe薄膜结构、形貌及光学性能的影响。

研究成果

该研究成功采用简单的溶液法旋涂技术制备了CdSexS1-x薄膜。这些薄膜呈现六方晶系结构、均匀形貌，且具有1.82电子伏特至2.32电子伏特范围内可调的直接带隙。硫元素的掺入提高了带隙值，使该薄膜适合作为太阳能光伏电池的吸收层材料。

研究不足

该研究聚焦于CdSexS1-x薄膜的结构、形貌及光学特性，未讨论其电学性能与器件表现。

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