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铜锌锡硫(CZTS)材料的组成元素储量丰富、成分无毒、具有适宜的禁带宽度(1.5 eV)和高的光吸收系数(>104cm1)等特点,在制备绿色低成本光龟器件领域具有较大的应用前景,尽管CZTS基太阳电池的研究已取得较大突破,但目前对于CZTS基光电探测器的报道仍非常有限,为进一步研究CZTS材料及其光电探测器,本文做了如下工作:(1)采用单靶磁控溅射后热处理的工艺制备了 CZTS(Se)薄膜,通过对工艺参数的优化,在500 ℃下硫化(CZTS)或硒化(CZTSe)后获得了具有单一相的锌黄锡矿结构、适合的禁带宽度(分别为1.51 eV、1.11 eV)以及平整致密的表面形貌的薄膜。(2)通过水基溶液法合成制备了具有单一分散系、平均颗粒尺寸为10.48 nm的CZTS纳米晶墨水,通过旋涂工艺制备了 CZTS薄膜,在500 ℃条件下退火时结晶性明显改善,但开始有少量SnS2析出、禁带宽化以及粗糙度增大等结果。(3)制备的CZTS/n-Si异质结光电探测器在450、635和980 nm波长的光源下均具有良好的光伏效应,较纯n-Si探测器与纯CZTS探测器具有更大的电流开关比,当CZTS层厚度为400 nm时,获得最佳效果:在635 nm光源(3 mW/cm2)下的开关比为314.23、响应度为21.17 A/W、上升时间和下降时间分别为 11.10 和 14.58 ms。(4)首次提出CZTS/石墨烯复合光电探测器,500 ℃退火后的薄膜在635 nm光源(318.5 mW/cm2)与1 V偏压条件下,与纯CZTS探测器对比发现,石墨烯的引入将响应时间和响应度分别减少了 5倍和增加了 8000倍以上。8 V偏压时的响应度可达312 A/W,远高于文献中所报道的CZTS光电探测器的响应度。总之,本文通过CZTS材料及其光电探测器的制备与研究,为开发绿色低成本光电探测器提供新的思路。