通过氧化Cu膜制备Cu_2O薄膜

【摘要】：氧化亚铜(Cu_2O)是一种应用潜力很大的半导体材料,具有无毒,制备成本低,材料广泛易得等优点,被广泛地应用于太阳电池、高效光化学电池光电极、磁器件和光催化等。Cu_2O太阳电池的理论转化效率可达20%,但是至今为止获得的光电转换效率较低(2%)。据估计,只要达到5%的光电转化效率,Cu_2O在太阳电池上的应用就会有较高的经济价值。本文采用热蒸镀Cu膜并在空气中退火制备Cu_2O薄膜,研究了退火温度对Cu_2O薄膜形成、结构和电光特性的影响,利用X射线衍射(XRD)、能量分散X射线谱(EDX)和原子力显微镜(AFM)研究了已沉积和不同温度退火薄膜的晶体结构、成份和表面形貌。结果表明,已沉积Cu膜在200℃下退火30分钟可得到具有单一成份的立方Cu_2O相薄膜,Cu_2O晶粒尺寸约为10nm。四探针测量得到所制备的Cu_2O薄膜电阻率为0.22Ωcm。紫外可见光分光光度计(UV-vis)研究了Cu_2O薄膜的光学特性,得出其光学带隙为2.4eV。我们的研究表明,可以用传统的热蒸镀Cu膜并在空气中退火制备出光电性质较好的Cu_2O薄膜。