4.2　CZTSe薄膜的制备

在本研究中，CZTSe薄膜采用溅射金属前驱体后硒化的两步法制备，与Zoppi小组之前采用的方法相近［27］。CZT（Cu、Zn、Sn）金属前驱体采用共溅射的方法沉积。溅射台设置为直流（DC）溅射模式。将Cu、Zn和Sn三枚金属靶材放置在溅射腔内，溅射功率分别设置为140W、60W和120W，目的是使CZT金属前驱中Cu∶Zn∶Sn接近2∶1∶1。在溅射前，溅射室同样被抽真空到10-7mbar。溅射使用的衬底材料为SLG衬底和镀Mo的SLG衬底。溅射时间为20min，制备的CZT薄膜金属前驱体厚度在600～700nm范围。

为制备CZTSe薄膜，需要将溅射好的CZT金属前驱体硒化。硒化过程直接影响着CZTSe薄膜的质量。首先，使用一台Kurt J.Lesker NANO 38设备将Se元素蒸发到CZT薄膜的表面。需要指出的是要将过量的Se被蒸发到CZT薄膜的表面，因为在后续的高温硒化过程中，Se元素会重新蒸发，可能导致硒化不足。之后将覆盖有Se层的CZT金属前驱体小心置入石墨舟中，放入管式炉正中（图4-3）。整个硒化过程在Ar气氛中进行。硒化压强在1～4mbar范围。管式炉的温度曲线如图4-4所示，在25 min内炉内温度由室温（约25 ℃）升高至530℃，之后保持530℃不变，30min后停止加热，之后自然冷却到室温。

图4-3　管式炉实物图

图4-4　管式炉的温度曲线