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射频功率对光伏用溅射CuS薄膜性能的影响

DOI：10.3390/en13030688 期刊：Energies 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 采用射频磁控溅射法在室温下于玻璃基底上沉积了硫化铜（CuS）薄膜，射频功率范围为40-100 W，并研究了CuS薄膜的结构与光学特性。不同沉积功率制备的CuS薄膜均呈现六方晶系结构，且（110）晶面为优选生长取向。拉曼光谱显示在474 cm?1频率处存在尖锐强峰，在265 cm?1频率处出现较宽峰。当射频功率为40 W时，致密小颗粒与微小孔隙间距形成平整薄膜表面；随功率增加，晶粒尺寸与晶界间距呈递增趋势。Cu 2p3/2和Cu 2p1/2的结合能峰分别位于932.1 eV和952.0 eV，所有CuS薄膜中Cu2+态结合能差值恒定为19.9 eV。S 2p3/2和S 2p1/2对应S2?态的结合能峰分别出现在162.2 eV和163.2 eV。可见光波段透射率与带隙能量随沉积功率增加呈下降趋势。对于采用100 W射频功率沉积CuS层上叠加SnS薄膜的叠层结构太阳能电池（玻璃/Mo/吸收层(CuS/SnS)/硫化镉(CdS)/本征氧化锌(i-ZnO)/氧化铟锡(ITO)/铝(Al)），测得开路电压（Voc）为115 mV，短路电流密度（Jsc）为9.81 mA/cm2，填充因子（FF）为35%，最高光电转换效率（PCE）为0.39%。
作者： Donghyeok Shin，SangWoon Lee，Dong Ryeol Kim，Joo Hyung Park，Yangdo Kim，Woo-Jin Choi，Chang Sik Son，Young Guk Son，Donghyun Hwang
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究射频功率对光伏用溅射CuS薄膜性能的影响。

研究成果

成功制备了纯相的辉铜矿CuS薄膜，其结构和光学性能随射频功率增加而改善。在100 W射频功率下沉积的CuS薄膜实现了0.39%的最高太阳能电池效率。

研究不足

该研究聚焦于射频功率对硫化铜薄膜性能及其在太阳能电池中应用的影响，但未深入探究其他沉积参数或替代材料。

SCI高频之选
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    463

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    型号：ZEISS LSM 990 Spectral Multiplex

    厂家：Carl Zeiss Microscopy GmbH

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    型号：ZEISS Sigma 300 with RISE

    厂家：Carl Zeiss Microscopy GmbH

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