CIGS双梯度带隙吸收层的制备及特性

2014-03-09 李强 内蒙古大学物理科学与技术学院

  选用脉冲智能机械智能机械积累物(PLD)措施,在钠钙钢化玻璃钢上积累物不相同Ga 硫浓度的CuIn(1-x)GaxSe2 透气膜,理论调查不相同Ga 硫浓度对CIGS 透气膜成分特征及电子磁学钢化玻璃基本功能的干扰。理论调查说明:跟随Ga 硫浓度增强,CIGS 透气膜的电子磁学钢化玻璃带隙增多。精选基本功能比非常好的CIGS 积累物在同样其中一个钠钙钢化玻璃钢衬底上,使Ga/(In+Ga)比在透气膜内深度1的方向呈先缩小到后增强的转变。选用XPS 自上而下刻蚀介绍透气膜的要素形成,运用带隙相似性工式获得能帶随深度1转变实际情况,决定获得成分特征、电子磁学钢化玻璃基本功能和电学基本功能比非常好的双梯度方向带隙成分特征透气膜。   CuInGaSe2(CIGS)聚酰亚胺膜早上的日光充电电芯箱仍然具备高的准换的速度、低的生产制造成本价相应平衡性平衡而被香港国际上称之为下一批最有发展的低价早上的日光充电电芯箱之中,可能变为的前景太阳能光伏充电电芯箱的主要產品。CIGS 是是一个种四元氧化物半导体技术聚酰亚胺膜,其光纤脉冲光切割机的带隙就能够会按照差异的Ga/ (In+Ga) 比在1.04 eV~1.67 eV 相互间连继可调节为,回收利用CIGS 相关材料的这样特征 ,人民设计制作设计了双系数带隙组成,导致Ga/(In+Ga)比在膜内新格局导向按一定的布置。这样带隙组成在膜内建成是一个方面背工业的新建磁场,这是新建磁场造变为了载流子的漂移动作,加强了载流子输运本事,促使载流子更会被背工业消除,加强了光学流,缩减背面组合等,就能够的提升充电电芯箱的的速度。可双系数带隙的配制加工制作工艺 相应原理设计还不够多,透彻管理膜内Ga/(In+Ga)还很难点。下面选用输入脉冲脉冲光火成岩(PLD)的办法,透彻管理膜内Ga/ (In+Ga)混合物,建成新格局导向混合物变动的叠层CIGS 聚酰亚胺膜,简化了双系数带隙消除层。 1、實驗   所运用中国小学科学院成都小学科学议器厂产生的PLD-450型脉冲激光行业造成的脉冲激光行业激光行业手术溅射仪,腔阳台阳光房配有四位人格独立靶位,脉冲激光行业激光行业手术器为芬兰相干司(Coherent Inc.) 产生的COMPexPro201 脉冲激光行业造成的准氧分子脉冲激光行业激光行业手术器,溅射靶材所运用高纯CuIn0.9Ga0.1Se2、CuIn0.7Ga0.3Se2、CuIn0.5Ga0.5Se2 靶材(溶解度99.999%)。

  将CIGS 靶材和钠钙玻璃衬底固定在相应的样品架上,衬底和CIGS 靶材的距离为5 cm,衬底温度为350℃,系统真空度为6.7×10-5 Pa,激光器工作模式为恒压25 kV,激光能量在650 mJ~690 mJ,频率为10 Hz。每次更换靶材后,需用挡板挡住衬底,溅射1000 个脉冲,以去除靶材表面氧化层和其它杂质,然后打开挡板,正式开始溅射,通过调节激光的能量以及脉冲次数来控制薄膜的厚度。制备样品退火条件为:氩气保护下,温度分别为450℃、475℃、500℃、525℃下热处理30 min,制备出12 组样品如表1。优选其中质量较好的样品, 制备成双梯度带隙吸收层, 先沉积CuIn0.5Ga0.5Se2 薄膜,再沉积CuIn0.7Ga0.3Se2 薄膜,最后沉积CuIn0.5Ga0.5Se2 薄膜,总厚度约为1 μm,最后在氩气保护下500℃热处理30 min。

表1 样品英文热处里室内温度及号

样品热处理温度及编号

  物相空间结构研究研究采用了X 放射性元素衍射仪( 意大利BRUKDR,D8-ADVANCE 型)研究研究,测试测试前提条件为Cukα电磁辐射,λ=0.154187 nm,的电压40.0 kV,直流电压50mA,扫锚仪波特率10°/min,扫锚仪依据2θ:10°~80°,能够 与标准化PDF 贺卡照表得出样机的物相。   保护膜外表面探测用到扫面网上高倍透射电镜(S-3400型,日立牌);横切面形貌探测用到扫面网上高倍透射电镜(S-4800 型,日立牌);保护膜原料介绍用到能谱仪(Brucker,QUANTAX 200);保护膜互动交流及反射层率自测用到红外光谱—隐约可见分光光度计(PerkinElmer 大公司,Lambda750S); 保护膜板厚为自测用到斜坡仪(ET3000—I,英国小坂探索所股份有限公司);保护膜电学特征自测用到霍尔不确定性自测仪(Ecopia,HMS-3000)。   采用了X xx射线光电公司子能谱仪(岛津/KRATOS,AMICUS 型,X xx射线源为Mgkα 12 kV、30 mA,灵活度700 kcps,分辩率FWHM Ag3d5/2 0.8 eV)实现表面层刻蚀,具体分析不断深化方向上营养元素变迁实际情况。 3、依据   用于单脉冲二氧化碳激光沉淀积累法,在透气膜竖向沉淀积累有所不同Ga 含磷量的CuIn(1-x)GaxSe2 双层以上透气膜,养成双系数带隙成分,制法出了前带隙差为0.09 eV,后带隙差为0.13 eV的双系数带隙成分透气膜,透气膜的热敏电阻率是4.1251Ω·cm、载流子氨水浓度为2.586×1017/cm3,用于为高效化CIGS 透气膜太阳队充电的吸纳层。