刘丹丹， 李学留， 李 琳， 史成武， 梁 齐*

(1. 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院， 安徽 合肥 230009；2. 合肥工业大学 化学与化工学院， 安徽 合肥 230009)



射频磁控溅射法制备SnS薄膜及其结构和光学特性

刘丹丹1， 李学留1， 李 琳1， 史成武2， 梁 齐1*

(1. 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院， 安徽 合肥 230009；2. 合肥工业大学 化学与化工学院， 安徽 合肥 230009)

利用射频磁控溅射法在玻璃衬底上沉积SnS薄膜并对其进行快速退火处理，利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线能量色散谱(EDS)、原子力显微镜(AFM)和紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)分光光度计研究了不同溅射功率(60～120 W)条件下制备的SnS薄膜的晶体结构、物相组成、化学组分、表面形貌以及有关光学特性。结果表明：经快速退火的薄膜均已结晶，提高溅射功率有利于改善薄膜的结晶质量、生长择优取向程度和化学配比，薄膜的平均颗粒尺寸呈增大趋势；溅射功率为100 W的薄膜样品的结晶质量和择优取向度高，薄膜应变最小，且为纯相SnS薄膜，Sn/S组分的量比为1∶1.09，吸收系数达105cm-1量级，直接禁带宽度为1.54 eV。

SnS薄膜； 射频磁控溅射； 快速退火； 晶体结构； 光学特性

1 引 言

近年来，许多金属硫化物已成为新型太阳能电池的光吸收材料，而其中二元锡硫化合物SnS备受关注。SnS具有诸多优点，如化学组成简单、原料来源丰富且无毒[1-2]、直接禁带宽度(1.3～1.5 eV[3])接近太阳能电池的最佳禁带宽度(1.5 eV)、理论转换效率高达25%[4]、在可见光范围内吸收系数达104cm-1以上[5]等， 适合作为太阳能电池和光电器件的吸收层[6-8]。

目前，制备SnS薄膜的方法主要有真空蒸发法[9]、喷雾热解法[10]、化学水浴法[3]、磁控溅射法[11]、化学气相沉积法[12]、近空间升华法[2]、脉冲激光沉积(PLD)法[13]等。……