氧化物半導體的濕化學法制備.pdf

1、太陽能作為用之不盡的清潔能源,是解決目前能源危機和環境問題最為有效的途徑之一。太陽能電池材料中,高純硅材料具有生產成本高,能耗高,高污染排放等缺點;硫化鎘、碲化鎘有劇毒,會對環境造成嚴重污染;銅銦硒薄膜電池又因為銦與硒都是稀缺元素,從而限制了其大規模的生產與應用。開發新型的太陽能電池材料也是形勢所需。而氧化亞銅與氧化鋅做為氧化物半導體,具有原材料豐富、成本低、直接能帶結構及理論轉換效率高等優點,具有應用于太陽能電池的巨大潛力。
　

2、　 本文在對氧化亞銅和氧化鋅的研究現狀熟悉的基礎上,通過對氧化亞銅和氧化鋅的生長條件的改變,控制氧化亞銅和氧化鋅的表面形貌和晶體取向,探索它們的生長機理,研究它們的性能,以實現其形貌可控性,性能可調性。本文通過電化學法和水熱法制備氧化亞銅或氧化鋅的樣品,通過對其結構性能進行表征和分析。研究表明:
　　 1.氧化亞銅不同晶面的氧離子濃度不同,通過控制電解溶液的pH值可以控制氧化亞銅薄膜的形貌和晶體取向。隨pH值增大,氧化亞銅晶體

3、生長取向由(100)向(111)轉變,形貌由四面金字塔型向三面金字塔型過渡:電容-電壓測試表明,氧化亞銅的電學性質隨晶體取向的變化而有明顯變化:平帶電壓的從0.157 V降低到-0.331 V;其載流子濃度從2.8×1018cm-3到5.5×1018 cm-3。光學測試表明,氧化亞銅為直接能帶結構的氧化物半導體,禁帶寬度約為2.06 eV。
　　 2.因為氧化亞銅不同晶面的氧離子濃度不同,通過控制水熱溶液的pH值及加入有機添加劑