通过喷雾热解法沉积的铜铟二硒化物薄膜

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。