【正文】 的CdS薄膜。 在2θ 176。處H( 002) / C( 111) 的衍射峰位相對(duì)強(qiáng)度較大，表明CdS 薄膜擇優(yōu)取向明顯。、176。8176。處出現(xiàn)了六角相衍射峰，176。隨功率的升高，176。 AFM分析圖33為濺射功率為40W、60W、80W的CdS薄膜試樣，從圖中可以大致看出晶粒尺寸隨功率的增強(qiáng)而增大。(a) (b) (c) (d)圖33（a）濺射功率為20W試樣（b）濺射功率為40W試樣，（c）濺射功率為60W試樣，（d）濺射功率為80W試樣圖33(a)為濺射功率為20W的薄膜的形貌圖，晶粒尺寸約為115nm。圖33(c) 給出了濺射功率為60W的薄膜的形貌圖，晶粒尺寸約為140nm。從數(shù)據(jù)可知隨著濺射功率的增加，晶粒尺寸不斷增加，其粗糙度也隨之增加。從圖中可以看到較低濺射功率的薄膜表面有一些明顯的孔洞，隨著功率增加而減少。所以功率較低條件下制備的CdS 薄膜，其致密較差，但過高的濺射功率也會(huì)提高CdS 薄膜的表面粗糙度，降低薄膜的光電性能。由圖33中曲線可看出 ,濺射功率為40W的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(zhǎng)波區(qū)域透過率高，大于吸收邊波長(zhǎng)的透過率為70%以上。同時(shí)，從圖中可以看出透過曲線出現(xiàn)了波浪條紋，即引起干涉，這表明薄膜的結(jié)晶度較好。 圖34 不同濺射功率CdS薄膜的透射率圖譜表31 不同濺射功率的CdS薄膜的膜厚變量工藝參數(shù)膜厚/nm20W無功率40W60W49280W從圖31中可以看出隨著濺射功率的加大，CdS薄膜的顏色越來越深，這是由于濺射功率的增大使沉積到ITO玻璃上的CdS增多，使膜厚增加。CdS薄膜的膜厚如上表31所示。 （31）CdS是一種直接帶隙材料，直接允許躍遷,吸收系數(shù)(α)與b和差距(Eg)的關(guān)系如下。由透過率譜測(cè)量得到的吸收系數(shù)α與光子能量hv的關(guān)系，作出(αhv)2 hv的關(guān)系,外推得光學(xué)能隙。從光子收集的角度來看 , 能隙的增加 , 有利于天陽能電池轉(zhuǎn)換效率的提高。圖35是不同濺射時(shí)間條件下制備的CdS薄膜的實(shí)物照片。的速度步進(jìn)掃描從10176。掃描的結(jié)果。所以用磁控濺射法制備的CdS存在兩種晶型（立方結(jié)構(gòu)和六方結(jié)構(gòu)，晶體結(jié)構(gòu)圖見圖11）。 AFM分析(a) (b) (c)圖37 (a)濺射時(shí)間45min試樣，(b)濺射時(shí)間1h試樣，(c)圖37(a) (b) (c)分別給出了濺射時(shí)間為45min、1h、230nm、235nm，、。這可能是因?yàn)殡S著濺射時(shí)間的增長(zhǎng)，CdS晶粒不斷長(zhǎng)大，又因?yàn)榫Я３叽绲脑龃?，其表面粗糙度也不斷變大，表面越來越粗糙。隨濺射時(shí)間的增長(zhǎng)，微孔減少，薄膜更加均勻致密。但濺射時(shí)間增長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致薄膜的粗糙度增大，前面關(guān)于功率部分也說明過，表面粗糙度太大會(huì)使太陽能電池的pn結(jié)質(zhì)量下降，所以濺射時(shí)間應(yīng)該有所控制，時(shí)間不能太短也不能太長(zhǎng)，應(yīng)根據(jù)需要調(diào)整合適的濺射時(shí)間。由圖36中曲線可看出 ,濺射時(shí)間不同的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(zhǎng)波區(qū)域透過率高，大于吸收邊波長(zhǎng)的透過率為60%以上。但隨著濺射時(shí)間的增長(zhǎng)，CdS 薄膜的厚度也越來越厚，這會(huì)降低CdS薄膜的長(zhǎng)波區(qū)的透過率，所以為滿足較好的太陽能電池的性能CdS層不能過厚。圖38不同濺射時(shí)間的CdS薄膜的透射率圖譜表32 不同濺射時(shí)間的CdS薄膜的膜厚變量工藝參數(shù)膜厚/nm時(shí)間45min1h從圖35中可以看出隨著濺射時(shí)間的增加，CdS薄膜的顏色越來越深，這是由于濺射時(shí)間的增長(zhǎng)使沉積到ITO玻璃上的CdS增多，使膜厚增加。由透過率譜測(cè)量得到的吸收系數(shù)α與光子能量hv的關(guān)系，作出(αhv)2 hv的關(guān)系,外推得光學(xué)能隙。這與CdS單晶的禁帶寬度有一些差距，這可能是因?yàn)闉R射功率較低，薄膜厚度較薄所致。從透射圖37也可以看出隨濺射時(shí)間的增長(zhǎng)吸收邊向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，同時(shí)計(jì)算得到禁帶寬度變小，光學(xué)帶隙發(fā)生“紅移”。圖39 不同襯底溫度的CdS薄膜 XRD分析圖310不同襯底溫度的CdS薄膜的XRD圖譜圖310, 不同襯底溫度制得的CdS薄膜的XRD衍射圖譜，磁控濺射法制備的CdS薄膜是混合晶型（立方結(jié)構(gòu)和六方結(jié)構(gòu)兩種）。襯底溫度較低時(shí)，在2θ=176。主峰峰強(qiáng)隨襯底溫度的升高而降低，晶面的擇優(yōu)取向變差。(a) (b) (c)圖311（a）襯底溫度100℃試樣（b）襯底溫度200℃試樣（c）襯底溫度300℃試樣圖311(a) (b) (c)分別給出了襯底溫度為100℃、200℃、300℃的CdS薄膜的表面形貌圖，其晶粒尺寸分別為160nm、185nm、260nm。但是其表面粗糙度隨著襯底溫度的升高而不斷增大，、這是因?yàn)镃dS晶粒尺寸增大造成的。從圖中可以看到襯底溫度較低的薄膜表面有一些明顯的孔洞，但是隨著襯底溫度增加而減少，這可能是由于襯底溫度較低形核不均勻而形成的微孔。圖312為不同襯底溫度的 CdS 薄膜的透過率曲線。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(zhǎng)波區(qū)域透過率高，大于吸收邊波長(zhǎng)的透過率約為90%以上。襯底溫度為200℃、300℃的試樣短波透過率大于100℃試樣，短波區(qū)的透過率隨襯底溫度的升高而升高，這可能是因?yàn)橐r底溫度的增高使濺射到襯底上的CdS部分蒸發(fā)，使膜厚降低，從而增加了短波區(qū)的透過率。圖312 不同襯底溫度的CdS薄膜的透過率圖譜表33 不同襯底溫度的CdS薄膜的膜厚變量工藝參數(shù)膜厚/nm溫度100℃200℃147300℃69圖39為不同襯底溫度的CdS薄膜試樣，薄膜顏色隨著襯底溫度的升高而變淺，根據(jù)表33可知薄膜厚度隨襯底溫度增加而降低，這可能是因?yàn)殡S著襯底溫度的增加，CdS薄膜的蒸發(fā)加快，使薄膜變薄，顏色變淺。襯底溫度為100℃、200℃、300℃、。禁帶寬度變大，吸收邊向短波方向移動(dòng)，光學(xué)帶隙發(fā)生“藍(lán)移”。圖31是不同工作氣壓條件下制備的CdS薄膜的實(shí)物照片。的速度步進(jìn)掃描從10176。掃描的結(jié)果。從圖上我們就可以看出來,176。當(dāng)然我們也不能排除多晶CdS內(nèi)存在立方晶型的可能，只能說，相對(duì)于立方晶型，CdS可能更傾向于向六方晶型生長(zhǎng)。 AFM分析圖315實(shí)驗(yàn)氣壓分別為1pa、2pa、3pa的CdS薄膜試樣。從數(shù)據(jù)可知隨著實(shí)驗(yàn)氣壓的增高，CdS薄膜晶粒尺寸不斷增加，其粗糙度也隨之增加。這會(huì)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。所以在較低氣壓下制備的CdS薄膜比較致密，具有更好的性能。圖316為不同實(shí)驗(yàn)氣壓的 CdS 薄膜的透過率曲線?？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(zhǎng)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(zhuǎn)換效率。從圖中可以看到實(shí)驗(yàn)氣壓為3Pa的試樣的長(zhǎng)波區(qū)透過率明顯低于實(shí)驗(yàn)氣壓為1Pa、2Pa的透過率。圖316不同實(shí)驗(yàn)氣壓的 CdS 薄膜的透過率圖譜表34不同實(shí)驗(yàn)氣壓的CdS薄膜的膜厚變量工藝參數(shù)膜厚/nm壓強(qiáng)1pa2pa3pa圖313為不同實(shí)驗(yàn)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?yàn)闉R射時(shí)電壓、電流不穩(wěn)定造成的。由透過率譜測(cè)量得到的吸收系數(shù)α與光子能量hv的關(guān)系，作出(αhv)2 hv的關(guān)系,外推得光學(xué)能隙。禁帶寬度隨實(shí)驗(yàn)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(dòng)，光學(xué)帶隙發(fā)生“藍(lán)移”。圖31是不同靶間距條件下制備的CdS薄膜的實(shí)物照片。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。所以為了得到較好的CdS薄膜，靶材到襯底的距離不能太遠(yuǎn)。(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。隨靶材到襯底間距的增高，微孔減少，薄膜更加均勻致密。圖320為不同靶材到襯底間距的 CdS 薄膜的光學(xué)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(jié)晶度好。、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?yàn)榘胁牡揭r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。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(shí)從表35可知薄膜的厚度隨距離的增加而降低。由透過率譜測(cè)量得到的吸收系數(shù)α與光子能量hv的關(guān)系，作出(αhv)2 hv的關(guān)系,外推得光學(xué)能隙。得到的禁帶寬度與文獻(xiàn)所示的有較大差距，這可能是因?yàn)橹苽涞腃dS薄膜較薄引起的。禁帶寬度變大，吸收邊向短波方向移動(dòng)，光學(xué)帶隙發(fā)生“藍(lán)移”。176。峰強(qiáng)隨功率的升高而增強(qiáng), 隨濺射時(shí)間的增加而增強(qiáng), 隨襯底溫度的升高而降低, 隨實(shí)驗(yàn)氣壓的升高而降低, 隨靶材到襯底間距的增大而降低。（2） 隨著濺射功率的增加、濺射時(shí)間的增長(zhǎng)、襯底溫度的增高、實(shí)驗(yàn)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。（3）CdS薄膜的透射率隨著濺射功率的增強(qiáng)而降低，隨著時(shí)間的增長(zhǎng)而降低，隨著溫度的增加而升高，隨著實(shí)驗(yàn)氣壓的增加而降低，隨著靶材到襯底間距的增加降低。禁帶寬度變大，吸收邊向短波方向移動(dòng)，光學(xué)帶隙發(fā)生“藍(lán)移”。導(dǎo)師對(duì)于學(xué)術(shù)研究方面的嚴(yán)謹(jǐn)作風(fēng)給我很深的印象，在這期間每當(dāng)我碰到困難得時(shí)候，導(dǎo)師總是給我進(jìn)行耐心的講解，給予我一定的提示，并激勵(lì)我積極克服困難。從老師的身上，我不僅學(xué)到了知識(shí)，更重要的是學(xué)到了她對(duì)于工作的那種嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的精神與一絲不茍的態(tài)度。在這里，我要對(duì)我的導(dǎo)師表示感謝！對(duì)劉皖學(xué)長(zhǎng)的幫助表示感謝！同時(shí)也感謝我的父母大學(xué)四年對(duì)我精神和物質(zhì)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(xué)位論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書），是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究（設(shè)計(jì)）工作的總結(jié)。對(duì)本論文所涉及的研究工作做出貢獻(xiàn)的其他個(gè)人和集體，均已在文中以明確方