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专利号: 2016101214558
申请人: 常州大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 对金属材料的镀覆;用金属材料对材料的镀覆;表面化学处理;金属材料的扩散处理;真空蒸发法、溅射法、离子注入法或化学气相沉积法的一般镀覆;金属材料腐蚀或积垢的一般抑制〔2〕
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法,其特征在于:在清洗后的钠钙玻璃(SLG)上制备Si薄膜,在Si薄膜上制备CZT前驱体薄膜,将制备好的CZT前驱体薄膜在通有H2S的退火炉中高温退火,得到CZTS半导体薄膜;利用Si去替位Sn,Si的掺杂在晶粒与晶粒之间形成了快速通道,从而提高了载流子迁移率;所述Si薄膜的制备方法为:将清洗干净的钠钙玻璃放入溅射腔体,以Si靶材作为溅射靶材,以体积浓度为99.999%的氩气作为工作气体,工作气压控制在0.7Pa ,溅射功率控制在60W,通过控制溅射时间,制得不同厚度的Si薄膜。

2.如权利要求1所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法,其特征在于:通过控制制备的Si薄膜的厚度来控制掺杂浓度,从而得到载流子迁移率不同程度提高的Cu2ZnSnS4半导体薄膜。

3.如权利要求1所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法,其特征在于:Si薄膜的厚度控制在5-15nm;随着Si薄膜的厚度的增加,Cu2ZnSnS4半导体薄膜的载流子迁移率变大。

4.如权利要求2或3所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法,其特征在于:Si薄膜的厚度控制为15nm。

5.如权利要求1所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法,其特征在于按以下步骤实施:

(1)钠钙玻璃(SLG)的清洗:将钠钙玻璃分别用碱性溶液,丙酮,乙醇,去离子水超声清洗30分钟,并用氮气吹干;

(2)Si薄膜的制备,将清洗干净的钠钙玻璃放入溅射腔体,以Si靶材作为溅射靶材,以体积浓度为99.999%的氩气作为工作气体,工作气压控制在0.7Pa ,溅射功率控制在60W,通过控制溅射时间,制得不同厚度的Si薄膜;

(3)CZT前躯体薄膜制备,CZT前躯体薄膜的制备主要采用Cu,Zn,Sn三金属靶材进行共溅射,将钠钙玻璃衬底与制备得到的Si薄膜放入溅射腔体,以体积浓度为99.999%的氩气作为工作气体,工作压强为0.7Pa ,Cu,Zn,Sn三靶材所用的功率分别为10W,80W,46W,溅射时间为30min;

(4)CZTS半导体薄膜的制备,将沉积好的CZT金属前躯体在通有H2S的退火炉中高温退火,温度控制在550℃,时间控制在120分钟。

6.如权利要求5所述的一种提高Cu2ZnSnS4半导体薄膜载流子迁移率的方法,其特征在于:步骤(2)中溅射时间为5min,制备得到5nm的Si薄膜;溅射时间为10min,制备得到10nm的Si薄膜;溅射时间为15min,制备得到15nm的Si薄膜。