化學水浴法沉積硫化鎘(CdS)薄膜微結構與特性研究

A study on microstructures and properties of cadmium sulfide thin film prepared by chemical bath deposition

楊博鈞(Bo-Jyun Yang)

指導教授 ： 周麗新

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2010年)

摘要

本研究為使用化學水浴沉積法成長CdS薄膜。有別傳統CBD方法，本研究將採用ammonia-free方法生長CdS薄膜。以醋酸鎘提供Cd2+來源，硫脲提供S2-來源，錯合劑將使用sodium citrate，酸鹼度(PH值)的調整則將使用KOH。此外，將添加borate buffer期許達到實驗過程中PH值維持固定。

由CdS薄膜試片相片可觀察薄膜顏色隨著沉積時間增加，顏色有逐漸變深現象，將由淺黃色到黃色。薄膜厚度方面，沉積溫度70℃，可發現隨沉積時間增加約略有線性成長的現象；沉積溫度80℃，則有明顯兩階段生長情形。由薄膜的表面形貌，可觀察到基板上呈現長條狀晶粒，且有許多長條狀聚集而成的cluster，隨著沉積時間增加，表面覆蓋越來越好，幾乎沒有孔洞。

從薄膜的結構分析，可以發現較高的沉積溫度80℃，薄膜結晶性較好，此外在80℃時，(100)強度明顯增加，顯示沈積薄膜有優選方向(100) 。參照文獻並對照低掠角XRD繞射圖，可以推測本研究所生成的CdS薄膜為Hexagonal結構。

由Tauc圖得到的硫化鎘薄膜光能隙值對沈積時間做圖，在沉積溫度70℃時，隨著沉積時間增加，光能隙值將增加，在沉積時間為120 min時有最大值2.54 eV，在此之後光能隙則有下降現象。在沉積溫度80℃時隨沈積時間增加，光能隙維持一常數2.52 eV直至沉積時間120 min，之後光能隙則有下降現象。

由薄膜表面與粗糙度分析，從量測到的AFM影像，隨著沉積時間增加，可看出表面孔洞有逐漸減少的現象，顯示沉積時間增加將使覆蓋變好，應可減少漏電流發生現象。

關鍵字

硫化鎘 ； 化學水浴法 ； 薄膜太陽電池

並列摘要

無資料

並列關鍵字

CIGS ； CBD ； thin film ； CdS

參考文獻

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