【正文】 明CdS薄膜的結晶度好，短波區(qū)域透過率低而長波區(qū)域透過率高，大于吸收邊波長的透過率約為70%以上?？梢? CdS 薄膜符合作為窗口層材料的要求，盡可能吸收短波區(qū)域的光，而長波區(qū)域的光盡可能透過，被吸收層吸收，這利于提高電池的轉換效率。實驗氣壓為2pa、3pa的試樣短波區(qū)透過率大于1pa的試樣，說明短波透過率隨實驗氣壓的升高而升高，這可能是因為實驗氣壓的增大使濺射到襯底上的CdS減少（這主要是因為氬氣量增多抑制了Ar+的生成），使膜厚降低，從而增加了短波區(qū)的透過率。從圖中可以看到實驗氣壓為3Pa的試樣的長波區(qū)透過率明顯低于實驗氣壓為1Pa、2Pa的透過率。這可能是因為晶粒尺寸隨實驗氣壓升高而增大，使光折射增多，從而降低了長波區(qū)的透過率（不同實驗氣壓的CdS薄膜的膜厚如表34所示）。圖316不同實驗氣壓的 CdS 薄膜的透過率圖譜表34不同實驗氣壓的CdS薄膜的膜厚變量工藝參數(shù)膜厚/nm壓強1pa2pa3pa圖313為不同實驗氣壓的 CdS 薄膜試樣，從圖中可以看出CdS 薄膜顏色不均勻，這可能是因為濺射時電壓、電流不穩(wěn)定造成的。隨著氣壓的增加，CdS 薄膜的顏色逐漸變淺，從表34可知薄膜的厚度隨氣壓升高而降低，上述現(xiàn)象可能是因為氣壓升高使濺射到襯底上的CdS減少，從而降低了薄膜的厚度。由透過率譜測量得到的吸收系數(shù)α與光子能量hv的關系，作出(αhv)2 hv的關系,外推得光學能隙。實驗壓強為1pa、2pa、。禁帶寬度隨實驗氣壓的升高而增大，可能是由于膜厚的降低和晶粒尺寸的增加引起的，禁帶寬度變大，吸收邊向短波方向移動，光學帶隙發(fā)生“藍移”。但是算得較高實驗氣壓的禁帶寬度與文獻中所寫的有一定差距，這可能是因為制備的CdS 薄膜太薄造成的。圖31是不同靶間距條件下制備的CdS薄膜的實物照片。圖317不同靶間距的 CdS 薄膜試樣 XRD分析圖318 不同靶材到襯底間距的CdS薄膜的XRD圖譜圖318為不同的靶材到襯底間距制得的CdS薄膜的XRD衍射圖譜，從圖中可以看出隨著靶材到襯底距離的增大，主峰的峰強明顯下降，H(102)峰峰強有所增強。這說明隨著靶材到襯底距離的增大，CdS薄膜的擇優(yōu)取降低。H(200)和H(104)峰強有所增強，表明隨著靶材到襯底距離的增大，制備的CdS薄膜六方晶結構更加明顯，但擇優(yōu)取向變得不明顯。所以為了得到較好的CdS薄膜，靶材到襯底的距離不能太遠。 AFM分析、對應的CdS試樣的晶粒尺寸分別為：150nm、160nm、175nm，晶粒尺寸隨著靶材到襯底間距的增大而增大，、表面粗糙度隨著靶材到襯底間距的增大而增大，這是因為晶粒尺寸的增大使得表面變粗糙。(a) (b) (c)圖319(a) (b) (c)、從圖中可以看到CdS薄膜表面有一些明顯的空洞，這可能是由于靶材到襯底間距增大形核不均勻而形成的微孔。這會形成微小的漏電通道而降低電池的旁路電阻，影響電池的性能。隨靶材到襯底間距的增高，微孔減少，薄膜更加均勻致密。過小的靶材到襯底間距可能會使晶粒形核較差，影響薄膜的表面光潔度及太陽能電池pn結的性能。圖320為不同靶材到襯底間距的 CdS 薄膜的光學透射譜(T)，光譜顯示干涉圖樣在透過率譜帶邊有突然的下落，說明CdS薄膜的結晶度好。從圖中可以看到CdS 薄膜的透過率曲線的吸收邊陡直，短波區(qū)域透過率低而長波區(qū)域透過率高，大于吸收邊波長的透過率約為70%以上。、說明短波透過率隨靶材到襯底間距的增加而升高，這可能是因為靶材到襯底間距的增加使濺射到襯底上的CdS減少，使膜厚降低，從而增加了透過率。但是對于長波區(qū)，這說明過大的間距會造成透過率的降低，這可能與CdS薄膜晶粒尺寸有關，晶粒尺寸越大折射越多，降低了透過率（不同靶材到襯底間距的CdS薄膜的膜厚如表35所示）。圖320不同靶材到襯底間距的 CdS 薄膜的透過率圖譜表35不同靶材到襯底間距的CdS薄膜的膜厚變量工藝參數(shù)膜厚/nm距離160圖317為不同靶材到襯底間距的CdS薄膜試樣，從圖中可以看出CdS薄膜的顏色隨距離的增加而變淺，同時從表35可知薄膜的厚度隨距離的增加而降低。這表示靶材到襯底距離的增加使得濺射到襯底上的CdS減少，這可能是因為距離增加使CdS的移動距離增加，有一部分CdS因為阻礙作用沒有到達襯底，靶材到襯底的距離越大阻礙越多，CdS到達的越少，薄膜越薄。由透過率譜測量得到的吸收系數(shù)α與光子能量hv的關系，作出(αhv)2 hv的關系,外推得光學能隙。、。得到的禁帶寬度與文獻所示的有較大差距，這可能是因為制備的CdS薄膜較薄引起的。禁帶寬度隨靶材到襯底的距離增加而增大，可能是由于膜厚的降低或晶粒尺寸的增加引起的。禁帶寬度變大，吸收邊向短波方向移動，光學帶隙發(fā)生“藍移”。 第四章 結論本文以CdS靶為濺射靶材，利用磁控濺射的方法在ITO玻璃上制備不同工藝參數(shù)的CdS薄膜，通過XRD、AFM、紫外可見光分光光度計等對CdS薄膜進行表征，研究不同參數(shù)對CdS薄膜的影響，得到如下結論：（1） XRD測試結果表明，用磁控濺射法制備的CdS薄膜屬于立方結構(C)和六方結構(H)混晶結構,。176。處C(111)/H(002)的衍射峰位相對強度較大，表明CdS薄膜擇優(yōu)取向明顯。峰強隨功率的升高而增強, 隨濺射時間的增加而增強, 隨襯底溫度的升高而降低, 隨實驗氣壓的升高而降低, 隨靶材到襯底間距的增大而降低。過低的濺射功率或過高的襯底溫度會影響CdS薄膜的結晶，所以濺射功率不能太低，否則結晶較差或無晶體結構形成。（2） 隨著濺射功率的增加、濺射時間的增長、襯底溫度的增高、實驗氣壓的增高、靶材到襯底間距的增加？，CdS薄膜的晶粒尺寸不斷增加，其粗糙度也隨之增加。說明晶粒的長大將會使CdS薄膜表面變粗糙，但會降低CdS薄膜表面的空洞等缺陷，有利于提高CdS薄膜的性能。（3）CdS薄膜的透射率隨著濺射功率的增強而降低，隨著時間的增長而降低，隨著溫度的增加而升高，隨著實驗氣壓的增加而降低，隨著靶材到襯底間距的增加降低。禁帶寬度隨CdS薄膜的厚度增加而降低。禁帶寬度變大，吸收邊向短波方向移動，光學帶隙發(fā)生“藍移”。參考文獻[1]Moualkia H,Hariech S,Aida M Solid Films,2009,518:1259.[2]俞秋蒙. 薄膜太陽能電池窗口層材料的應用與發(fā)展[J].科技致富向導，2011年，12期：1548[3]朱興華,楊定宇,[J].真空科學與技術學報,2011年,06期:671676[4] Romeo N, Bosio A, Canevari V, etal . Recent Progress on CdTe/CdS Thin Film Solar Cells[J].Solar Energy,2004,77(6):795801[5]張傳軍，叢家銘，鄔云驊等. CdS薄膜的可見和近紅外光譜性能研究[J].紅外技術，2013年，35卷（05期）：259264[6]常笑薇. CdS薄膜及其太陽能電池的制備和性質研究[D]：[碩士學位論文].北京交通大學，2006年[7]蔡亞平，李衛(wèi)，馮良桓. 化學水浴法制備大面積 CdS 薄膜及其光伏應用[J].物理學報,2009年，58卷（第1期）438443[8]何智兵，[J].真空科學與技術學報，2004，24(2)：125132[9]葛艷輝，史偉民，魏光普. 電沉積法制備CdS薄膜及其性能研究[J]. 人工晶體學報，2006年35卷（第4期）867870[10]趙嘉學，[J].真空，2004年，41卷（04期）：7479 [10]董騏，[J].真空科學與技術，1996年，16卷（01期）:5157 [11]董騏，范毓殿. 非平衡磁控濺射及其應用[J]. 真空科學與技術，1996年，16卷（01期）:5157[12]郝正同，謝泉，[J].貴州大學學報（自然科學版），2010年2月，27 卷（第1期）：6264[13]葉永昌，[J].光學技術,1981年05期:1619[14]夏蘭. CdS_CdTe太陽能電池中CdS薄膜的制備及其特性研究[D]:[碩士學位論文].四川大學，2007年[15]李愿杰，唐茜，黎兵等. CdS/CdTe疊層太陽電池的制備及其性能[J]. 半導體學報,2007年，28卷（5期）：722725[16]王路威. 半導體激光器的發(fā)展及其應用[J].成都大學學報(自然科學版).2003年，22卷（03期）：3438[17][D]:[碩士學位論文].南昌大學，2006年[18]楊文茂,劉艷文,徐祿祥,[J]. 真空科學與技術學報, 2005, 25 (第3期):204205[19]Li Y, Tu J P, Huang X H, et al. Netlike SnS/carbonnanoposite film anode material for lithium ion batteries, ElectrochemistryC ommunications, 2007,9( 1):49~53.[20]張傳軍,叢家銘等. CdS薄膜的可見和近紅外光譜性能研究[J]. ，35卷（05期）：256264[21]謝儒彬. CdTe/CdS太陽能電池中CdS薄膜的制備[D]:[碩士學位論文].南京大學，2013年[22]李衛(wèi),馮良桓. CdS/CdTe太陽電池中CdS多晶薄膜的結構和光學性能[J].，25卷（04期）：426429致 謝感謝在實驗及撰寫論文期間給予我?guī)椭膶熢防蠋煛煂τ趯W術研究方面的嚴謹作風給我很深的印象，在這期間每當我碰到困難得時候，導師總是給我進行耐心的講解，給予我一定的提示，并激勵我積極克服困難。曾冬梅老師在整個畢業(yè)設計過程中一方面給予我指導，使我明確前進的方向，另一方面時刻鍛煉我獨立思考解決問題的能力。從老師的身上，我不僅學到了知識，更重要的是學到了她對于工作的那種嚴謹求實的精神與一絲不茍的態(tài)度。我相信這是我在大學期間所收獲的最可寶貴的精神財富并且它在我今后的人生中必定會對我有著極大的幫助。在這里，我要對我的導師表示感謝！對劉皖學長的幫助表示感謝！同時也感謝我的父母大學四年對我精神和物質上的支持！并感謝所有幫助過我的人！聲 明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文（畢業(yè)設計說明書），是本人在導師指導下，獨立進行研究（設計）工作的總結。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用的內容外，本學位論文的研究成果不包含任何他人享有著作權的內容。對本論文所涉及的研究工作做出貢獻的其他個人和集體，均已在文中以明確方式標明。 簽 名： 日 期： 38