化学水浴法制备CdS薄膜退火工艺的研究
CdS纳米晶颗粒薄膜的制备及其光学特性研究
（ 2）
CBD 沉积过程中，在溶液中和衬底上都可生成 CdS，但二者的形成机制有所不同。
（ 3） 当溶液中 Cd2 + 和 S2 － 自由离子的浓度超过溶液中 CdS 的溶积度（ 约 10 － 25 ） 时，Cd2 + 和 S2 － 在溶液中
发生反应，生成 CdS 胶体。
Cd2 + + S2 － →CdS （ 溶液中）
尺寸逐渐减少，S / Cd 原子比逐渐增加，由富 Cd 型转变为富 S 型，禁带宽度逐渐增加。在 500 ～ 1000 nm 波段内，折
射率的平均值为 1． 75； 消光系数 k 小于 0． 07。
关键词：CdS 薄膜； 化学浴沉积； 折射率； 消光系数； 光学带隙
中图分类号：O436
文献标识码：A
（ 3）
（ 4） 溶液中的 Cd［NH3］24 + 、OH － 及硫脉扩散到衬底表面的活性点，在碱性溶液中，硫脉在表面活性点分 解释放 S2 － ，在衬底表面反应生成 CdS 薄膜。
化学水浴沉积CdS薄膜晶相结构及性质
13 48
半导体学报
第 26 卷
膜基片浸入溶液中, 再放入恒温水浴槽中开始加热, 同时进行搅拌, 恒温水槽的温度控制在 80 e 左右, 薄膜沉积时间在 7~ 30min 范围内, 通过改 变溶液 中 NH 2 CSNH 2 , CH 3 COONH 4 和 NH 4 OH 的浓 度 进行实验. 由美国 AMBLOS XP22 台阶仪测量薄膜 厚度及表面粗糙度, H L5550PC 霍尔系数测试仪测 量 CdS 薄 膜的电 阻率, 荷兰 P ANalyt ical 产的 X. pert Pr o X 射线衍射仪及 MagiX2P W2403 X 射线荧 光光谱仪对 CdS 薄膜的成分、晶相结构进行测试分 析.
关键词: 化学水浴沉积; CdS; CI Байду номын сангаасS 太阳电池
PACC: 7280E; 7340L; 7360F
中图分类号: TN305
文献标识码: A
文章编号: 025324177( 2005) 0721347206
1 引言
以 Cu( In, Ga) Se2( 简称 CIGS) 为吸收材料的化 合物薄膜太阳 电池, 目前 其光 电转换 效率 已达 到 191 2% [ 1] , 中试生产 30cm @30cm 电池组件 效率超 过 13% , 连续化生 产的电池 组件 平均转 换效率 达 111 62% [ 2] . CIGS 薄膜太阳电池高效、稳定、成本低 廉, 具有很强的市场竞争力, 是二十一世纪最有希望 的光伏器件之一.
时, 溶液温度及 pH 值随时间变化趋势基本相同. 当 溶液升温速度慢时, 则沉积速度小, 在厚度一定的情 况下, 需要沉积的时间长, 但膜的结合力好, 溶液中 悬浮的颗粒少. 当溶液中各组份的浓度一定时, 水浴 的温度、沉积时间、搅 拌速度等因素对 CdS 的结晶 结构没有影响, 但对薄膜的质量有较大的影响. 3. 2 溶液组成对 CdS 薄膜影响 3. 2. 1 乙酸胺( CH3 COONH4 ) 浓度的影响
溶液法制硫化镉薄膜
上海大学2012～2013学年春季学期材料科学导论C课程论文课程名称：材料科学导论C课程编号： 10415074论文题目： CdS薄膜及其制备姓名: 邢凯健学号: 09120157 论文评语：论文成绩：任课教师：评阅日期：CdS薄膜及其制备摘要: CdS薄膜在异质结太阳能电池中是十分重要的n型窗口材料,它的制备可以通过真空镀膜,分子束外延,磁控溅射及化学沉积的方法来实现,而化学沉积方法中,最为常用的就是水浴法是十分重要的。
关键词：CdS薄膜化学水浴法反应速率一、CdS的基本性质CdS薄膜的禁带宽度为2.42eV，能透过绝大部分阳光，是十分优秀的窗口材料，其薄膜质量的好坏会直接影响在此基础上制备的吸收层CdTe薄膜质量的好坏，对电池的效率和寿命是十分重要的。
因此如何制备出高质量的CdS薄膜成为了一个十分关键的课题。
二、水浴法制备CdS薄膜如今有许多物理方法可以去制备CdS薄膜，例如真空镀膜法、磁控溅射法等等，这些物理方法制备的CdS薄膜的厚度均匀，测试的结果也十分理想，那么我们为什么还要使用化学方法去制备CdS薄膜呢？其中最为重要的因素就是化学方法，例如水浴法，所需要的成本十分低廉，特别是与前面所提到的几种物理方法相比，前期所投出的经费是微乎其微。
并且后期也不会遇到仪器维修等问题。
但是水浴法制备CdS薄膜的质量从许多文献中可以发现，并不是非常的理想，生长所得到的薄膜的厚度不均匀，并且会有气孔、裂纹等等。
这是因为化学方法制备CdS薄膜的不可控因素太多（例如当天的湿度，温度，所使用的仪器，药品的纯度及实验误差等等）。
那么我就在上海大学电子楼对于该CdS薄膜的生长作了一定的研究，也得出了一些结论。
2.1 实验原理CdS的溶度积很小,所以如果让镉离子和硫离子直接反应的话十分容易生成沉淀。
这样膜厚和膜的均匀性就很难控制。
如果让硫以络合物的形式存在，就会减缓反应速率，所以反应方式如下：（1）氨水溶于水后产生OH-：NH 3+H2O NH4++OH- (1.1) （2）在碱性环境里面，醋酸镉提供Cd2+：Cd(Ac)2→Cd2++2Ac-(1.2) （3）未水解的氨和Cd离子络合，形成四氨合镉离子正式它起到缓慢释放Cd2+的作用：Cd(NH3)42+(1.3)Cd2++4NH（4）当醋酸铵、氨水、醋酸镉混合以后，对于异质反应，本质上是一种表面吸附-成核过程。
CdS纳米薄膜的水浴法制备与表征
CdS纳米薄膜的水浴法制备与表征-真空电子技术王建波,娄朝刚,张晓兵,雷威(东南大学电子工程系,江苏南京210096)CdS膜(80 nm左右)纤锌矿结构直接带隙材料带隙为2142 eV,作为n型半导体化学水浴法制备的CdS薄膜保证其完整和致密。
玻璃片(15mm@25 mm@0155 mm)依次在稀硫酸溶液、丙酮、乙醇和去离子水中超声清洗10 min。
为分析纯试剂,采用二次去离子水配制,[CdSO4]=0.01mol,[(NH2)2CS]=0.1 mol, [NH3H2O]=1 mol。
沉积时水浴温度控制在60 C,溶液的pH值在8~9之间,沉积时间15 min。
CdS膜的生成原理及化学反应过程可描述为:(1)在碱性水溶液中,若Cd2+,OH-浓度超过Cd(OH)2的溶解度时,则有Cd(OH)2析出;(2)在氨水环境下,水解的Cd(OH)2又形成络合离子Cd(NH3)2+4;(3)氨是一个络合取代基,硫脲(NH2)2CS提供S2 -,所以当Cd2+和S2 -的产率超过CdS的溶解度时,就有CdS形成总的化学反应方程式为:Cd(NH3)2+4+S=C(NH2)2+2OH-yCdS|+CH2N2+4NH3{+2H2O浓度高的溶液(a)中沉积的颗粒更密,薄膜的厚度也就更大(达到微米级),不适合做太阳能电池,因此溶液浓度应控制在(b)的数值附近。
从(c)图中可以看到尽管降低了溶液浓度,但是沉积的CdS晶粒太大,且容易产生CdS沉淀(粉末),导致薄膜的均匀性差。
这可能是溶液中反应速率过快引起的,为了控制反应速率作者考虑滴定的方法。
将硫脲和氨水溶液用滴定管滴加,硫脲每提供一个S原子,马上在溶液中生成一个CdS分子,在合适的温度和搅拌下,还没有凝结成分子团就被沉积在玻璃表面上。
因为CdS不溶于碱,pH值太高也会加快CdS沉淀析出,所以滴加氨水溶液有利于控制反应溶液的pH值始终保持在8~9之间。
滴加硫脲溶液和氨水溶液的时候应该要注意,如果滴加速率过快,还会生成大的CdS颗粒和沉淀,最好让硫脲溶液和氨水溶液滴加多少就反应多少,另外滴加的速率还和搅拌器的搅拌速率有关。
CdS多晶薄膜的制备及其性能
CdS多晶薄膜的制备及其性能陈晓东;武卫兵;陈宝龙;张楠楠【摘要】采用化学水浴法(CBD)及85～65℃的高低温工艺模式,在醋酸镉体系中制备大面积硫化镉CdS多晶薄膜,经X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)和紫外-可见分光光度计(UV-VIS)等测试表征CdS多晶薄膜结构、形貌及光学性质.结果表明:CdS在85℃条件下快速成核,再逐渐降温至65℃慢速生长,可使大面积CdS多晶薄膜的粒径较大(约60 nm)、均匀性较好、致密度较高.通过优化85℃到65℃的高低温生长工艺,降温速率为2℃/min的条件下制备出厚度约50 nm的超薄CdS多晶薄膜,经氮气气氛400℃退火处理后,CdS晶粒长大,透过率降低,禁带宽度变窄.【期刊名称】《济南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(028)005【总页数】4页(P382-385)【关键词】化学水浴法;高低温模式;CdS薄膜;CdTe太阳能电池【作者】陈晓东;武卫兵;陈宝龙;张楠楠【作者单位】济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022;济南大学材料科学与工程学院,山东济南250022【正文语种】中文【中图分类】O782+.1碲化镉(CdTe)太阳能电池是当前发展最快的薄膜太阳能电池之一。
目前，CdTe薄膜太阳能电池的最高光电转化效率已经达到19.6%［1］。
较高的光电转化效率，较低的制造成本及较长的使用寿命，使得CdTe薄膜太阳能电池成为最具有市场前景的薄膜太阳能电池之一。
硫化镉(CdS)为Ⅱ—Ⅵ型化合物，直接带隙半导体(带宽2.42 eV)［2］。
CdS是公认的 CdTe薄膜太阳能电池结构中窗口层材料的最佳选择。
目前，CdS半导体薄膜可采用多种方法制备，如化学水浴沉积法(CBD)［3-5］、近空间升华法［6］、电化学沉积法［7］、溅射和脉冲激光沉积法［8-9］等。
CIGS薄膜太阳能电池缓冲层CdS薄膜的制备研究
CIGS薄膜太阳能电池缓冲层CdS薄膜的制备研究何丽秋（广西地凯光伏能源有限公司，广西贺州，530003）摘要：目前CdS材料的制备方法有很多种，但是最常用的是化学水浴法。
本文研究了浓度、反应溶液ｐＨ值、温度、沉积时间对CdS缓冲层薄膜的影响，对CIGS薄膜太阳能电池缓冲层CdS薄膜的制备方法进行了论述。
关键词：CIGS ;太阳能电池; CdS;综述Studies on chemical bath deposited CdS buffer layers for CIGS thin filmsolar cellsHe Liqiu(Guangxi DiKai solar energy CO.,LTD, Guangxi HeZhou,530003) Abstract：At present,the preparation methods of CdS has many kinds,The chemical bath deposition(CBD)is the most commonly method.In this review,the effects of concentration,pH,temperature and deposition time on the CdS buffer layer were studied.The preparation methods of CIGS thin film for CdS thin film solar cells were discussed.Keywords：CIGS;solar cell;CdS;Review1 CdS薄膜的影响因素CdS材料作为一种直接带隙的ｎ型半导体,可以较好提高CIGS太阳能电池的性能，是目前CIGS太阳能电池使用率最高的材料。
经研究分析，发现对该材料的制备产生影响的因素主要如下：1.1 浓度对CdS薄膜的影响。
敖建平和孙云发表的《CIGS电池缓冲层CdS的制备工艺及物理性能》一文中，指出醋酸铵硫脲浓度对CdS薄膜的晶相沉积速度有着相关的联系。
二步法硫化镉薄膜的制备及性能研究
二步法硫化镉薄膜的制备及性能研究摘要：基于化学水浴法，采用氯化镉、氯化铵、氨水和硫脲溶液体系，通过二步法在导电玻璃上制备了CdS薄膜。
系统地研究了二步法生长的膜厚比对CdS薄膜厚度、形貌、结构和光学性能的影响。
结果表明，制得CdS薄膜为立方闪锌矿结构，随着85℃与75℃生长时间比的优化，表面粗糙度减少，表面结构致密，结晶性能显著提高，可见光波段透过率明显提高。
关键词：硫化镉（CdS）薄膜窗口层化学水浴沉积（CBD）太阳能电池引言CdS薄膜是一种重要的II-VI族化合物半导体，室温下禁带宽度为2.42eV，具有104～105cm-1较高的吸收系数[1～3]，由于可透过绝大部分的可见光，常被用来做CdTe和Cu(In,Ga)Se2薄膜太阳电池的窗口层材料[4～7]。
目前成功制备了高质量的CdS薄膜的主要制备方法有：近空间升华法（CSS）[8]、磁控溅射法[9]和化学水浴方法[10～13]等。
其中，化学水浴法由于操作简单、重复性高、成本低廉，成膜均匀、易规模化生产，特别是可以取得高转换效率，因此被广泛地研究。
然而，一般化学水浴生长工艺制得的硫化镉薄膜表面粗糙度较大，缺陷数量多，且光学开关效应弱等因素都严重地影响了太阳能电池的光电转换效率，制约了硫化镉在太阳能电池中的应用。
本文基于化学水浴沉积法，采取独特的二步法在ITO玻璃表面上沉积CdS薄膜。
通过改变第一层85℃和第二层75℃条件下硫化镉薄膜的膜厚比，并通过台阶仪、原子力显微镜、X射线衍射仪和紫外/可见光分光光度计等表征手段，研究了硫化镉多晶薄膜的表面形貌、结构和光学透过率，从而优化硫化镉多晶薄膜性能。
1 实验部分采用化学浴沉积法制备硫化镉多晶薄膜，所用药品均为分析纯试剂，室温下配置硫酸镉、氯化铵、硫脲、氨水溶液体系，各组分浓度为：硫酸镉0.002mol/L，氯化铵0.03mol/L，硫脲0.003mol/L，氨水0.2mol/L。
pH值控制在10～12之间，将ITO玻璃基片浸入盛有上述配置好的溶液的烧杯中，溶液烧杯放置于85℃恒温加热搅拌器中开始沉积薄膜；薄膜经过沉积时间为15min将4片ITO玻璃基片分别取出用作测试。
带隙可调的CdS纳米晶薄膜的化学浴制备和光学性质
带隙可调的 Ｃ Ｓ纳 米晶薄膜的化学浴制备和光学性质 ｄ
甘新慧 ， 廖远宝 ，刘 东 ， 戴 明 ， 徐 岭 ， 良才 马 忠元 徐 骏 吴 ， ，
（ ．南京大学 固体微结构物理 国家重点实验室，南京大学 物理系，江苏 南京 １ ２ ０９ ； １０ ３
２ ．中国科学院 上海微 系统与信息技术研究所 ， 上海 ２０ ５ ） ００ ０
Ｃ Ｓ纳米 晶 的薄 膜 。 ｄ
量 子尺寸 效应使 得半 导体 量子点具 有宽 的带 隙 和依 赖 于尺 寸 大 小 的 良好 的 光 学 、 电学 特 性 。
ＣＳ ｄ 作为 Ⅱ Ⅵ族金属化合物半导体 ， ． 由于其是直 接带 隙且禁带 宽 度较 大 （ ． Ｖ） 具有 高 的折 射 ２ ４ｅ ，
后 一种 又可 以进一 步分 为 ： 化学 浴淀 积法 、 电化学 淀 积 法 和 电 镀 法 等 等 。 由 于 化 学 浴 淀 积 法 （ ｈｍｉ ｌ ａｈＤ ｐｓｉ ） 易 可 行 ， 常 经 济 ， Ｃ ｅ ｃ ｔ ｅｏｉｏ 简 ａＢ ｔｎ 非 容 易 沉 积 大 面积 的薄 膜 ， 因此 很 受 人 们 的青 睐 。 通 过 调 节 Ｃ Ｓ的 尺 寸 大 小 可 以将 带 隙 调 节 在 ｄ ２４～ Ｖ ， ． ４ｅ 对于 Ｃ Ｓ纳 米 材料 ， 子 尺 寸效 应 ｄ 量
率（ ． ） 有 良好 的透光 性 能 ， ２５ ， 因而 广 泛地 应用 于 太 阳能 电池 、 电导元 件 和 光感 应 器 件 等 。在 过 光 去的 ３ 里 ， ０年 人们 致力 于 Ｃ Ｓ薄膜在 光 电器 件应 ｄ
２ 实
验
用的研究。Ｃ Ｓ ｄ 薄膜的制备也出现了一系列的方 法 ， 以归 纳为两 大 类 ： 相 淀积 和 液 相淀 积 … 。 可 气
CBD法制备CdS薄膜的研究
生成沉淀或衬底上成核
第九页，编辑于星期五：六点 四分。
三、化学水浴沉积法制备CdS的原理
CdS薄膜的生长过程： 1. 溶液中自由的镉离子同氨结合成Cd(NH3)n2+配合离子，聚集在衬底附近：
Cd2++nNH3 →Cd(NH3)n2+ 2. 在衬底表面上发生Cd(OH)2的可逆吸附过程：
Cd(NH3)n2++2OH-+site →[Cd(OH)2]ads+nNH3 3. 硫脲同Cd(OH)2再次发生吸附，形成亚稳态Cd(OH)2SC(NH2)2络合物
[Cd(OH)2]ads+SC(NH2)2 →[Cd(OH)2SC(NH2)2]ads 4. Cd(OH)2SC(NH2)2进一步分解产生CdS，形成薄膜
CBD法制备CdS薄膜的研究
第一页，编辑于星期五：六点 四分。
主要内容
一、前言
二、CdS薄膜的制备方法
三、化学水浴沉积法制备CdS的原理 四、化学水浴沉积法制备CdS的影响因素
第二页，编辑于星期五：六点 四分。
一、前言——CIGS薄膜太阳能电池
低成本
有弹性高长效程性稳定性
印刷太薄阳膜能太电阳池能市电场池市场预测
第十三页，编辑于星期五：六点 四分。
四、化学水浴沉积法制备CdS的影响因素
★沉积时间 ★反应温度 ★pH值 ★衬底
第十四页，编辑于星期五：六点 四分。
四、CBD法制备CdS的影响因素——沉积时间
硫酸镉 氯化铵
硫脲 氨水
0.004mol/L 0.04mol/L 0.1mol/L 0.5mol/L
图4-2 不同沉积时间薄膜的厚度
化学水浴沉积法制备硫化镉薄膜的微结构和性能
第５０卷第２期２０２１年２月人 工 晶 体 学 报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＹＮＴＨＥＴＩＣＣＲＹＳＴＡＬＳＶｏｌ．５０ Ｎｏ．２Ｆｅｂｒｕａｒｙ，２０２１化学水浴沉积法制备硫化镉薄膜的微结构和性能张晓勇１，２，张琰春２，张晓玉２，张 森１（１．郑州大学物理工程学院，材料物理教育部重点实验室，郑州 ４５００５２；２．浙江知远工程管理有限公司，杭州 ３１１１００）摘要：采用化学水浴沉积法在不同氨水用量下制备了Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２太阳能电池的缓冲层ＣｄＳ薄膜，根据化学平衡动力学计算出混合溶液中反应粒子的初始浓度、ｐＨ值和离子积，利用台阶仪、扫描电子显微镜（ＳＥＭ）、Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ）、量子效率测试仪（ＥＱＥ）和ＩＶ测试仪对制备样品的薄膜厚度、表面形貌、晶体结构、量子效率和光电转换效率进行了表征和分析。
结果表明：提高氨水用量可以抑制同质反应，促进异质反应，使ＣｄＳ薄膜晶体结构从立方相向六方相转变，晶粒形状从柳絮状向颗粒状转变，晶粒尺寸逐渐增大，粒径分布更加均匀，薄膜表面更加平整，制备电池的ＥＱＥ、Ｖｏｃ、Ｊｓｃ、ＦＦ、Ｒｓ等电学参数得到优化，光电转换效率从７．６４％提高到１３．６０％。
关键词：硫化镉薄膜；化学水浴沉积；平衡动力学；结晶类型；铜铟镓硒中图分类号：Ｏ６１４．２４＋２；ＴＭ９１４．４＋２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１０００ ９８５Ｘ（２０２１）０２ ０３１０ ０８ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣａｄｍｉｕｍＳｕｌｆｉｄｅＴｈｉｎＦｉｌｍｓＰｒｅｐａｒｅｄｂｙＣｈｅｍｉｃａｌＢａｔｈＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎＺＨＡＮＧＸｉａｏｙｏｎｇ１，２，ＺＨＡＮＧＹａｎｃｈｕｎ２，ＺＨＡＮＧＸｉａｏｙｕ２，ＺＨＡＮＧＳｅｎ１（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭａｔｅｒｉａｌＰｈｙｓｉｃｓｏｆＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００５２，Ｃｈｉｎａ；２．ＺｈｅｊｉａｎｇＺｈｉｙｕａｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｎａｇｅｍｅｎｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１１１００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＣｄＳｔｈｉｎｆｉｌｍｓｆｏｒｔｈｅｂｕｆｆｅｒｌａｙｅｒｏｆＣｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２ｓｏｌａｒｃｅｌｌｓｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｃｈｅｍｉｃａｌｂａｔｈｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｍｏｎｉａｄｏｓａｇｅｓ．Ｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｐＨｖａｌｕｅａｎｄｉｏｎｐｒｏｄｕｃｔｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｎｔｈｅｍｉｘｅｄｓｏｌｕｔｉｏｎｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｋｉｎｅｔｉｃｓ．Ｔｈｅｆｉｌｍｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，ｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅｘｔｅｒｎａｌｑｕａｎｔｕｍｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｔｈｅｓａｍｐｌｅｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｂｙｓｔｅｐｔｅｓｔｅｒ，ＳＥＭ，ＸＲＤ，ＥＱＥａｎｄＩＶｔｅｓｔｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆａｍｍｏｎｉａａｍｏｕｎｔ，ｔｈｅｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｒｅａｃｔｉｏｎｒａｔｅｒｅｄｕｃｅｓｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｆｒｅｅＣｄ２＋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｅｓ，ａｎｄｔｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｒｅａｃｔｉｏｎｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｂｅｃａｕｓｅｔｈｅＣｄ（ＯＨ）２（ＮＨ３）ｎｄｅｎｓｉｔｙａｄｓｏｒｂｅｄｏｎｔｈｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｓｕｒｆａｃｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ；ｔｈｅｃｒｙｓｔａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＣｄＳｔｈｉｎｆｉｌｍｓｃｈａｎｇｅｓｆｒｏｍｃｕｂｉｃｐｈａｓｅｔｏｈｅｘａｇｏｎａｌｐｈａｓｅｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｃｕｂｉｃｐｈａｓｅｉｓｆｏｒｍｅｄｂｙｔｈｅｈｏｍｏｇｅｎｅｏｕｓｒｅａｃｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｈｅｘａｇｏｎａｌＣｄＳｔｈｉｎｆｉｌｍｉｓｆｏｒｍｅｄｂｙｔｈｅｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓｒｅａｃｔｉｏｎ；ｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｃｈａｎｇｅｓｆｒｏｍｌｏｏｓｅｐｏｒｏｕｓｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｏｒｍｅｄｂｙｐｈｙｓｉｃａｌａｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｒｏｕｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｔｏｕｎｉｆｏｒｍａｎｄｄｅｎｓｅｔｈｉｎｆｉｌｍｇｒｏｗｎｂｙｌｉｑｕｉｄｐｈａｓｅｅｐｉｔａｘｙ，ｔｈｅｇｒａｉｎｓｈａｐｅｃｈａｎｇｅｓｆｒｏｍｗｉｌｌｏｗｃａｔｋｉｎｓｔｏｇｒａｎｕｌａｒ，ｔｈｅｇｒａｉｎｓｉｚｅｇｒａｄｕａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓｍｏｒｅｕｎｉｆｏｒｍ，ａｎｄｔｈｅｆｉｌｍｓｕｒｆａｃｅｉｓｓｍｏｏｔｈｅｒ；ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｓｕｃｈａｓＥＱＥ，Ｖｏｃ，Ｊｓｃ，ＦＦａｎｄＲｓａｒｅｏｐｔｉｍｉｚｅｄ，ａｎｄｔｈｅｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｉｎｃｒｅａｓｅｓｆｒｏｍ７．６４％ｔｏ１３．６０％．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＣｄＳｔｈｉｎｆｉｌｍ；ｃｈｅｍｉｃａｌｂａｔｈｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍｋｉｎｅｔｉｃ；ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎｔｙｐｅ；ＣＩＧＳ 收稿日期：２０２０ １１ ２９ 基金项目：国家高技术研究发展计划（２０１２ＡＡ０５０７０２，２０１３ＡＡ０５０９０４）；国家重大科学研究计划（２０１３ＣＢ９３４００４） 作者简介：张晓勇（１９８２—），男，河南省人，工程师。
化学水浴法制备大面积CdS薄膜及其性能研究
化学水浴法制备大面积CdS薄膜及其性能研究李巍;张旭;王赫;乔在祥【摘要】采用化学水浴法在聚酰亚胺(PI)衬底上沉积铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池的缓冲层CdS薄膜.研究了反应溶液浓度和沉积时间对大面积CdS薄膜表面形貌和晶体结构的影响,优化了化学水浴沉积大面积CdS薄膜工艺.采用5×10-3 mol/L 的(CH3COO)2cd、0.05mol/L的SC(NH2)2、1.5×10-2 mol/L的CH3COONH4、6.5×10-3 mol/L的NH3·H2O配置的反应溶液,75℃恒温水浴,沉积时间10 min作为工艺条件,在CIGS吸收层上沉积了面积为30 cm×30 cm、具有较好结晶质量的CdS薄膜.在此基础上完成柔性CIGS薄膜太阳电池制备,在AM 1.5,25℃条件下,面积约为2.5 cm2的柔性CIGS薄膜太阳电池最高光电转换效率达到9.12％.【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2015(039)008【总页数】3页(P1685-1687)【关键词】大面积CdS(硫化镉)薄膜;化学水浴工艺;CIGS薄膜太阳电池【作者】李巍;张旭;王赫;乔在祥【作者单位】中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384;中国电子科技集团公司第十八研究所,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TM914柔性CIGS薄膜太阳电池具有轻质可弯曲、质量比功率高、稳定性好、抗辐照能力强等优点，尽快提升CIGS柔性薄膜太阳电池的效率并实现其产业化是发展此种太阳电池的关键。
在高效的CIGS薄膜太阳电池结构中，广泛采用化学水浴工艺制备仅有几十纳米厚度的缓冲层CdS薄膜[1]，其特性对提高电池性能具有十分重要的作用[2]。
首先，化学水浴工艺制备的CdS薄膜无针孔、致密性好，仅几十纳米的薄膜可以完全覆盖粗糙的CIGS表面，有效防止溅射沉积高阻ZnO对CIGS吸收层表面的损伤，可消除由此引起的电池短路现象[3]；其次，Cd2+离子能够通过扩散进入贫Cu的CIGS薄膜表面形成CdCu施主，可以优化CdS/CIGS异质结界面性能[4]；第三，CdS与CIGS薄膜能够形成较好的晶格匹配和能带结构匹配，有利于提高剩余载流子的寿命[5]。
化学超声水浴沉积法制备CdSe薄膜及其性能的研究
化学超声水浴沉积法制备CdSe薄膜及其性能的研究
张志乾;武光明;高德文;朱艳英;曹阳;周洋
【期刊名称】《纳米科技》
【年(卷),期】2012(009)001
【摘要】以CdCl2.2.5H2O为镉源,Na2SeSO3为硒源,柠檬酸钠为络合剂,采用化
学超声水浴沉积法制备了CdSe薄膜,用XRD、UV-Vis、SEM等方法进行表征,结
果表明,所制备的薄膜为n型半导体,在可见光区有一定的吸收,可以获得较好的光电流。
应用化学超声水浴沉积法制备CdSe薄膜的优化条件为：络合剂比例1：1.5、镉与硒浓度比例2.5：1、PH值10、沉积时间2.5h、退火温度350℃。
【总页数】5页(P56-60)
【作者】张志乾;武光明;高德文;朱艳英;曹阳;周洋
【作者单位】^p
【正文语种】中文
【中图分类】O484
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丽萍
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鸿烈;李金泽
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退火温度对化学水浴沉积CdS薄膜性能的影响
退火温度对化学水浴沉积CdS薄膜性能的影响
薛钰芝;管玉鑫
【期刊名称】《大连交通大学学报》
【年(卷),期】2012(033)002
【摘要】采用化学水浴沉积法(CBD)制备了CdS薄膜,用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、分光光度计进行检测.研究了退火温度对CdS薄膜表面形貌、成分、晶体结构和光学性能的影响.研究表明,CdS薄膜为微晶或是非晶态,S/Cd原子比在0.8左右,可见光透过率较高；随着退火温度的升高,薄膜结晶明显,但是透光率下降,禁带宽度范围在2.42～2.59eV之间.
【总页数】5页(P57-61)
【作者】薛钰芝;管玉鑫
【作者单位】大连交通大学材料科学与工程学院,辽宁大连116028;大连交通大学材料科学与工程学院,辽宁大连116028
【正文语种】中文
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3.化学水浴法制备大面积CdS薄膜及其性能研究 [J], 李巍;张旭;王赫;乔在祥
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薇;李凤岩;孙云;薛玉明
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水浴温度对化学浴沉积CdS薄膜性能的影响-中国表面工程
水浴温度对化学浴沉积CdS薄膜性能的影响段宇波，张弓，庄大明（清华大学机械工程系，北京100084）摘要：采用化学浴沉积法（CBD）在硫酸镉、硫脲、氨水、氯化铵溶液体系中制备了CdS薄膜，研究了水浴温度对CdS薄膜的生长过程和物理性能的影响。
试验表明，CdS薄膜的生长速率随着水浴温度提高而显著增加，薄膜从疏松变的致密，但是过高的水浴温度会导致表面晶粒变的粗糙；薄膜的结晶程度随着水浴温度提高而增强，择优取向明显；制得的CdS薄膜均有较高的光透过率，随着水浴温度的提高，薄膜厚度增加，透过率在波长560 nm处出现峰值；所得薄膜均是富Cd的，且随着水浴温度的提高Cd含量也增加；薄膜的暗电导率约为10-5～10-4 Ω-1 cm-1，比光电导率小2～3个数量级，电导率与水浴温度没有明显对应关系。
关键词：CdS薄膜；化学浴沉积（CBD）；水浴温度中图分类号：TK51文献标识码：A 文章编号：1007–9289(2010)05–0021–06Effect of Bath Temperature on the Properties of CdS Thin Film Deposited by Chemical Bath DepositionDUAN Yu–bo, ZHANG Gong, ZHUANG Da–ming(Department of Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084)Abstract:Cadmium sulphide (CdS) thin films were deposited by chemical bath deposition (CBD) from a bath containing cadmium sulfate, thiourea, ammonium hydroxide and ammonium chloride. Influence of the bath temperature on the growth process and properties of CdS thin films were investigated. The growth rate of CdS thin film increases prominently with the increase of bath temperature, accompanying with the increasing denseness of the film. However, the surface grains become coarse in exorbitant bath temperatures. The crystallization degree of CdS thin film increases with increasing bath temperature, as well as highly preferred orientation. With high values for all CdS thin films, the transmission has a maximum at the wavelength 560 nm when the bath temperature increases to higher values, as well as thicker CdS thin films. The dark conductivity of CdS thin film is in the range of 10-5～10-4 Ω-1cm-1, which is 2～3 orders of magnitude lower than the photo conductivity, whereas the bath temperature doesn’t influence the conductivity distinctly.Key words: CdS thin film; chemical bath deposition (CBD); bath temperature0 引言CdS薄膜缓冲层在Cu(In,Ga)Se2（简称CIGS）薄膜太阳能电池中具有重要作用：CdS薄膜与CIGS薄膜的晶格失配度较低，尤其是立方相CdS与CIGS的晶格失配度仅为1.4 %[1]；致密、无针孔的CdS薄膜完整地包覆在CIGS薄膜表面，能够减少溅射本征ZnO 时对CIGS薄膜的损伤，从而消除由此引起的电池短路现象；CdS薄膜中的Cd原子扩散到CIGS表面有序缺陷层进行微量掺杂，能够显著改善异质结特性[2]；收稿日期：2010−04−20；修回日期：2010−05−20作者简介：段宇波（1984—），男(汉)，陕西西安人，硕士生。
5化学水浴法制备CIGS薄膜太阳电池缓冲层CdS薄膜的研究
一、研究背景
Ni/Al Ni/Al
溶液体系：
氯化镉体系 碘化镉体系
ZnO/ZnO:Al
CdS
Cu(In,Ga)Se2
Mo Soda-lime glass
缓冲层
醋酸镉体系
硫酸镉体系
Cu(In,Ga)Se2太阳电池的结构示 意图
光伏中心，曹章轶
二、研究内容
在醋酸镉溶液体系和硫酸镉溶液体系中采用化学水浴法沉 积CdS薄膜，对CdS薄膜的表面形貌、晶体结构、光透过 率和成份等特性进行研究。 两种溶液体系中沉积的CdS薄膜分别应用于聚酰亚胺衬底 CIGS薄膜太阳电池。
一种晶体结构，可能沿六方晶 (002)方向择优生长，也可能沿 立方晶(111)方向择优生长。
醋酸镉溶液体系下沉积的 CdS薄膜的衍射峰峰值更强、 峰宽更窄，择优生长更明显。
两种溶液体系下沉积薄膜的XRD图谱 (a) 醋酸镉体系、(b) 硫酸镉体系
光伏中心，曹章轶
三、在两种溶液体系中制备CdS薄膜的研究
CdS薄膜的禁带宽度值：2.24eV（醋酸镉体系）和2.35eV（硫酸镉体系）。
光伏中心，曹章轶
四、在柔性衬底CIGS太阳电池中的应用
CIGS电池的I-V曲线，缓冲层CdS薄膜分别为(a) 醋酸镉体系和(b) 硫酸镉体系 中沉积（0.64cm2，AM0，25℃ ）
CdS薄膜 醋酸镉溶液体系 硫酸镉溶液体系
两种溶液体系下沉积薄膜的光透过 率与光波长之间的关系 (a) 醋酸镉体系、(b) 硫酸镉体系
两种溶液体系下沉积薄膜的 (αhν)2-hν的关系图 (a) 醋酸镉体系、(b) 硫酸镉体系
在波长大于550nm时有较高的透过率；在波长小于550nm时，透过率急剧下降。 在长波区域，醋酸镉溶液体系下沉积的CdS薄膜的透过率略高。
化学水浴法沉积cds
化学水浴法沉积cds
化学水浴法沉积 (chemical bath deposition,CBD) 是一种用于制备 CDS(碳纳米管) 的方法。
在 CBD 中，碳纳米管被沉积在加热的水浴锅中的水表面上，从而形成一层碳纳米管薄膜。
水浴锅中的水通常由加热电极加热，水浴锅中的水受热后会产生蒸汽，蒸汽会带动碳纳米管沉积到接受器上。
CBD 过程通常需要搅拌水浴锅中的水，以确保水浴锅中的水保持均匀温度和避免沉淀。
搅拌可以通过使用搅拌器或添加化学物质来实现。
如果不进行搅拌，水浴锅中的水可能会出现局部过热或过冷的情况，从而影响碳纳米管薄膜的形成和质量。
总的来说，CBD 是一种制备 CDS 的有效方法，该方法可以提供高质量、大面积的 CDS 薄膜，并且可以在各种不同的基体表面上进行制备。
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２ ０ １ ４ 年Ｏ ２ 月
压
电
与
声
光
Ｖｏ １ ． ３ ６ Ｎｏ ．１
Ｐ Ｉ ＥＺ ＯＥＬＥ ＣＴＲＩ ＣＳ ＆ ＡＣＯＵＳ ＴＯＯＰ ＴＩ ＣＳ
Ｆｅ ｂ 。２ ０ １ ４
文章编号 ： １ ０ ０ ４ — ２ ４ ７ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ ～ ０ １ ２ ０ — ０ ４
化 学水 浴 法 制 备 Ｃ ｄ Ｓ薄膜 退 火 工 艺 的研 究
詹 红 ， 李建 康
（ 苏 州科 技 学 院 数 理 学 院 ， 江苏 苏 州 ２ １ ５ ０ ０ ９ ）
摘
要： 基 于 化 学 水 浴 沉 积 法 以硫 脲 为 硫 源 ， 醋酸镉为 镉源 ， 氨水作 为缓冲剂 ， 制 备 太 阳 能 电 池 用 半 导 体 薄 膜
Ｃ ｄ Ｃ １ ｚ 溶 液 退 火 处 理 可 明显 改 善 Ｃ ｄ Ｓ薄膜 的 结 晶及 其 光学 性 质 ， 最佳退火温度为 ４ ０ ０℃ ， 退火时间为 ６ ０ ｍｉ ｎ 。 关键词 ： 化学水浴沉积法 ； 太 阳能电池； 硫化镉薄膜 ； 退火 ； 结 晶
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｍ２ ３ ； Ｏ ６ ９ 文献标识码 ： Ａ
（ Ｃｏ ｌ ｌ ｅ ｇｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｈｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ｓｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｓｃ ｉ ｅ ｎｃ ｅ ａ ｎｄ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ， Ｓ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ １ ５ ０ ０ ９， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ ．Ｔｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｆ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｎ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｃ ｏ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｃｄ Ｃ１ ２ ｍｅ ｔ ｈ ａ ｎ ｏ ｌ ｓ ｏ ｌ ｕ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｒ ｎ ｏ ｔ ｏ ｎ Ｃｄ Ｓ ｔ ｈ ｉ ｎ ｆ ｉ ｌ ｍ ａ ｒ ｅ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ． ＸＲＤ、 Ｓ Ｅ Ｍ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ Ｕ Ｖ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｐ ｈ ｏ ｔ ｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｗｅ ｒ ｅ ｕ ｓ ｅ ｄ ｔ ｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ， ｍｏ ｒ ｐ ｈ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
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硫化镉（ Ｃ ｄ Ｓ ） ， 研 究 不 同 的退 火 温 度 和 是 否 涂 敷 Ｃ ｄ Ｃ １ 溶 液对 Ｃ ｄ Ｓ薄 膜 的 影 响 。采 用 Ｘ 线 衍 射 仪 、 电 子 扫 描 电 镜
和紫外／ 可 见 光 分 光 光 度 计 研 究 了不 同 退 火 工 艺 对 硫 化 镉 薄 膜 的 结 构 、 形 貌 及 光 学 特 性 的 影 响 。实 验 表 明 ， 悬 涂