1.尝试在以白玻璃为基底,顺序溅射Cu、Si制备Cu-Si叠层,发现不同溅射时长的硅靶可以得到不同颜色的铜硅叠层。但是未得到铜硅合金,考虑可能是由于Si在磁控溅射后呈现非晶态,退火程度不够导致Cu-Si合金相为能检测出来。后续未利用溅射合金预制层后硫化法成功制备出Cu2SixSn1-xS3薄膜材料。
2.硅片上Cu-Si-S薄膜材料的制备:
以太阳能级多晶硅片为基底,通过磁控溅射沉积Cu薄膜后合金化,制备出了较纯物相的Cu-Si合金,并已初步制得Cu-Si-S薄膜材料。
2.1合金化工艺(合金化温度、合金化真空度)对Cu-Si合金形成的影响及合金化过程中Cu在Si片表面扩散的影响规律以及合金预制层的成分和形貌的影响规律。
研究表明10pa、550℃条件下合金化效果较好,说明气压越低合金化化效果越好,温度越过高可能导致铜薄膜向某个区域发生迁移,最终反而不利于Cu-Si合金的生成,具体影响机制及Cu在Si表面的扩散机理需进行更深一步的研究。
2.2 Cu-Si合金预制层的硫化
采用固态硫化法对多晶硅片和单晶硅片基底上的Cu-Si合金预制层进行硫化,期望得到较纯物相的Cu-Si-S薄膜材料。并研究硫化工艺(硫化时间、固态硫源温度等)对Cu-Si-S薄膜材料成分、形貌的影响规律。由微区XRD图可知,硫化后样品的两个测试区域物相没有较大的差异。将Cu-Si合金样品放入管式炉中,利用固态硫粉在550℃,10pa条件下保温20min成功合成了Cu8SiS6,但XRD图中Cu8SiS6的峰有部分缺失,这可能是由于样品的结构缺陷所致。
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