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用于薄膜太阳能电池的ZnxSn1?xSe薄膜的生长与表征

DOI：10.1016/j.solener.2019.09.072 期刊：Solar Energy 出版年份：2019 更新时间：2025-09-19 17:13:59
摘要： 我们首次制备了ZnxSn1?xSe（ZTSe）薄膜。样品采用常压氢气氛围下的化学分子束沉积法制备，以纯度为99.999%的ZnSe和SnSe粉末作为前驱体。前驱体温度范围为(850–950)°C，薄膜沉积时衬底温度为(500–600)°C，选用硼硅酸盐玻璃作为衬底。通过EDS、XRD和SEM对ZTSe薄膜进行了研究。样品根据组分不同呈现正交晶系和立方晶系结构。EDS分析表明：随着衬底温度升高，样品化学计量比向ZnSe侧偏移。SEM图像显示样品具有多晶结构，晶粒尺寸范围为(2–15)μm——当衬底温度为500°C和550°C时，晶粒尺寸分别从(2–5)μm增大至(15–20)μm；而在600°C衬底温度下，晶粒尺寸减小至(3–5)μm，这可能是由于ZnSe含量增加所致。XRD分析显示样品包含ZnSe、SnSe、Se和Sn相。根据薄膜组分不同，样品带隙范围为1.0–2.0 eV。研究发现存在导电类型反转现象：500°C和550°C制备的样品呈p型导电，而600°C制备的样品显示n型导电。
作者： T.M. Razykov，R. Yuldoshova，M. Baieva，M. Makhmudova，J. Bekmirzoyeva，R. Khurramova，E. Fazylova，A. Bosiob，B. Ergasheva，K.M. Kouchkarova，A. Romeoc，N. Romeob
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究ZnxSn1?xSe（ZTSe）薄膜的制备与表征，重点考察其结构、形貌、光学及电学特性在薄膜太阳能电池中的应用。

研究成果

通过化学分子束沉积法制备的ZTSe薄膜呈现立方和正交结构，晶粒尺寸介于2至20微米之间。随着组分向ZnSe方向变化，光学带隙增大。研究发现，随着ZnSe含量增加，电导率类型从p型反转为n型，同时电导率降低。这些发现揭示了ZTSe薄膜在薄膜太阳能电池中的应用潜力，但其性能优化仍需进一步研究。

研究不足

该研究的局限性在于衬底温度范围（500-600°C）和ZnxSn1?xSe薄膜的成分范围。在较高衬底温度下出现的导电类型反转和晶粒尺寸减小现象，提示了进一步优化的潜在方向。

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