射频功率对光伏用溅射CuS薄膜性能的影响

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%。