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【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体材料,具体涉及一种提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法。
技术介绍
1、随着科技的不断发展,对高效、环保的太阳能电池的需求日益增长。碲化镉(cdte)作为一种重要的半导体材料,因其直接带隙结构和高吸收系数等优点,在太阳能电池领域具有广泛的应用前景。然而,碲化镉的光电性能受到多种因素的影响,如材料纯度、缺陷、杂质等。为了提高碲化镉的光电性能,研究者们尝试了多种方法,其中掺杂是一种有效的方法。
2、掺杂是指通过引入其他元素来改变材料的性质,以实现对其光电性能的优化。在碲化镉中掺入不同的元素,可以起到不同的作用。然而,现有的掺杂方法仍存在一些问题,如掺杂元素的选择、掺杂工艺的控制、掺杂后材料性能的性能等。
3、鉴于此,提出本申请。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,本专利技术的掺杂方法能够改变碲化镉薄膜的能带结构,大幅度光电转换效率。
2、本专利技术解决其技术问题采用以下技术方案:
3、一种提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,包括以下步骤:
4、(1)将碲粉、镉粉、碲化镉粉混合均匀,得到混合粉体;
5、(2)将六水合硝酸锌加入到水中,搅拌均匀,得到溶液a;
6、将四氢硼酸钠分散于水中,再加入硒粉,搅拌均匀,得到溶液b;
7、将多壁碳纳米管、丙酮加入水中,分散均匀,得到溶液c;
8、(3)将溶液a、溶液b加入到溶液c中,在65~80℃
9、(4)将混合粉体加入到掺杂液中,搅拌均匀,超声处理,干燥,热处理,得到掺杂碲化镉;
10、(5)将掺杂碲化镉通过近空间升华法沉积于衬底上,得到碲化镉薄膜。
11、本专利技术创造性的将碲粉、镉粉、碲化镉粉进行共混,其中碲粉、镉粉能够作为活性剂,调整碲化镉粉末的活性并提高碲化镉粉末的致密度,而后将锌源、硒源与碳纳米管通过水热法的方法原位掺杂至碲化镉,改变碲化镉的能带结构,提高光吸收效率,并提高导电性能,提高载流子迁移率,进而显著提高光电性能。
12、作为本专利技术的优选实施方案,所述碲粉、镉粉、碲化镉粉的质量比为(5~10):(5~10):(80~90)。
13、作为本专利技术的优选实施方案,所述六水合硝酸锌、水的质量比为1:(4~10)。
14、作为本专利技术的优选实施方案,所述四氢硼酸钠、水、硒粉的质量比为1:(4~10):(0.5~2)。
15、作为本专利技术的优选实施方案,所述多壁碳纳米管、丙酮、水的质量比为1:(1~4):(4~10)。
16、作为本专利技术的优选实施方案,所述溶液a、溶液b、溶液c的质量比为1:(0.5~2):(4~10)。
17、作为本专利技术的优选实施方案,所述混合粉体、掺杂液的质量比为1:(4~10)。
18、作为本专利技术的优选实施方案,所述碲粉的粒径为100~400目,所述碲粉的纯度≥3n。
19、作为本专利技术的优选实施方案,所述镉粉的粒径为100~400目,所述镉粉的纯度≥3n。
20、作为本专利技术的优选实施方案,所述碲化镉粉的粒径为100~400目,所述碲化镉粉的纯度≥3n。
21、作为本专利技术的优选实施方案,所述热处理的温度为540~580℃,热处理时间为2~5h。
22、作为本专利技术的优选实施方案,所述多壁碳纳米管的外径为10~20nm,长度为5~10μm。
23、作为本专利技术的优选实施方案,所述多壁碳纳米管为改性多壁碳纳米管,所述改性多壁碳纳米管的制备方法为:
24、(1)将2~8质量份多壁碳纳米管、0.1~0.6质量份硅烷偶联剂kh550、2~10质量份醋酸水溶液加入到20~40质量份无水乙醇中,搅拌均匀,得到多壁碳纳米管混合液;
25、(2)将2~10质量份苯甲酸加入到20~30质量份磷酸缓冲液中,搅拌均匀,再加入1~5质量份十二烷基苯磺酸钠,搅拌均匀,得到改性液;
26、(3)将步骤(2)的改性液滴入步骤(1)的多壁碳纳米管混合液中,以200~500rpm转速搅拌2~6h,过滤,干燥,得到改性多壁碳纳米管。
27、本专利技术对多壁碳纳米管进行改性,在近空间升华法沉积时,能够有效的提高其在体系分散性,使其不会发生团聚现象,同时改性后,锌源、硒源能够部分镶入碳纳米管的管壁上,能够更进一步改变碲化镉的能带结构,提高光吸收效率。
28、本专利技术的有益效果:本专利技术创造性的将碲粉、镉粉、碲化镉粉进行共混,其中碲粉、镉粉能够作为活性剂,调整碲化镉粉末的活性并提高碲化镉粉末的致密度,而后将锌源、硒源与碳纳米管通过水热法的方法原位掺杂至碲化镉,改变碲化镉的能带结构,提高光吸收效率,并提高导电性能,提高载流子迁移率,进而显著提高光电性能。
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1.一种提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述碲粉、镉粉、碲化镉粉的质量比为(5~10):(5~10):(80~90)。
3.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述六水合硝酸锌、水的质量比为1:(4~10)。
4.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述四氢硼酸钠、水、硒粉的质量比为1:(4~10):(0.5~2)。
5.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述多壁碳纳米管、丙酮、水的质量比为1:(1~4):(4~10)。
6.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述溶液A、溶液B、溶液C的质量比为1:(0.5~2):(4~10)。
7.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述混合粉体、掺杂液的质量比为1:(4~10)。
8.根据权利要求1所述的提高碲
9.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述镉粉的粒径为100~400目,所述镉粉的纯度≥3N。
10.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述碲化镉粉的粒径为100~400目,所述碲化镉粉的纯度≥3N。
...【技术特征摘要】
1.一种提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述碲粉、镉粉、碲化镉粉的质量比为(5~10):(5~10):(80~90)。
3.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述六水合硝酸锌、水的质量比为1:(4~10)。
4.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述四氢硼酸钠、水、硒粉的质量比为1:(4~10):(0.5~2)。
5.根据权利要求1所述的提高碲化镉薄膜电子性能的掺杂方法,其特征在于,所述多壁碳纳米管、丙酮、水的质量比为1:(1~4):(4~10)。
6.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨永添,吴健,周昭寅,
申请(专利权)人:广州市尤特新材料有限公司,
类型:发明
国别省市:
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