脉冲激光沉积溅射工艺对CIGS薄膜成分和结构的影响
用到脉冲激光发生器激光行业基性岩溅射法在夹丝安全玻璃衬底上制取Cu-In-Ga预设膜,后经硒化、热处理回火处理,得以CIGS胶片。用到X手机束衍射仪器征了胶片的氯化钠晶体节构,用到打印手机高倍显微镜和势能散射谱了解和了解了胶片的得出结论形貌和原子部分,用到光手机能谱了解了胶片得出结论的普通机械价态。结杲得出结论,预设膜用到夹丝安全玻璃/In/Cu-Ga的叠层顺寻且溅射脉冲激光发生器数为In靶60000,Cu-Ga靶50000的溅射方案,可制取出沿(112)晶向定向生长期的CIGS胶片。 要素词:脉冲脉冲光脉冲光积累;现浇混凝土膜;CIGS溥膜;硒化 Cu( In, Ga) Se2 ( CIGS) 透明膜月亮升起充电组因其安全性能稳定的, 光电公司转化成利用率高, 抗影响使用率强, 禁上行宽带度能自由调节另外制做费用低而实现光伏系统界的十分重视, 是最有发展前途的新全新月亮升起充电组中的一个。2010 年8 月, 传统月亮升起能和氢能源学习所成功研制的小户型面积CIGS 透明膜月亮升起充电组的转化利用率己经可达到2013%[1] , 是日前单结透明膜月亮升起充电组转化利用率的比较高记录好。 CIGS 日头电板平常由ZnO 窗口期层、CdS 响应层、CIGS 溶解的作用层、Mo 电极片和玻离衬底制成[2] 。CIGS溶解的作用层是四个原子不起作用制成的非化学上计量检验比的四元类化合物, 为间接带隙半导体芯片塑料薄膜的原材料[3] , 其禁资源带宽度在1102~ 1170 内陆续可手动调节[4] 。 近些年, CIGS 透明膜的制取最简约的的方式首要有多元化共蒸发器法、合金材料预制构件件件膜后硒化法、电累积法、工作区域温度可分解法、机光器成脂人工法、铝离子束溅射法等[5-7] 。输入脉冲机光器累积(PLD) 科技制取CIGS 透明膜是近两年里开发了起来的一类最简约的的方式[8] , 是近些年较有发展潜力的制膜科技之三,它可以通过非微波加热最简约的的方式设定电子器件激光能量分散, 就是一类非静态平衡的制膜最简约的的方式, 该科技简约且有非常多优点有哪些[9] 。可是利用PLD 溅射法冶取CIGS 透明膜的制作工艺流程尚不进一步优化,本实验操作拟利用PLD 溅射的最简约的的方式在窗户玻璃衬底上制取两层预制构件件件膜, 研究方案预制构件件件膜叠层循序、溅射数量对CIGS 透明膜氯化钠晶体设备构造、从表面形貌及化学成分的应响, 得以深入研究出最优制取CIGS 透明膜的制作工艺流程。
实验原料及设备
溅射靶材采取青岛彩色彩石科学课研究探讨总院备制的高纯In 靶( 溶解度99199% ) 和Cu-Ga 合金类靶( 溶解度99199%, 这之中Ga 占总的品质的30%) , 靶材尺寸均为50 mm, 的厚度均为5 mm; 硒采取青岛彩色彩石科学课研究探讨总院备制的固态硬盘Se 丸, 溶解度为991999%。溅射仪为中科院研究所营口科学课器材厂产出的PLD-450 型输入脉宽二氧化碳智能机械溅射仪, 有4 个独有靶位, 本底真空箱度可以达到617 @ 10- 5Pa; 二氧化碳智能机械器为加拿大相干工厂( Coherent Inc. ) 产出的COMPexPro201 输入脉宽准原子二氧化碳智能机械器, 任务输出功率为18~27 kV, 能量转换为250~ 700 mJ/ 输入脉宽。PLD 溅射制备Cu-In-Ga 预制膜
首先将靶材和清洁的玻璃衬底固定在相应的样品架上, 调整衬底和靶材的距离为315 cm, 用挡板将衬底和靶材隔开, 旋紧阀门, 关闭真空室, 启动真空系统, 抽真空约30 min 后, 系统真空度可达617 @10- 5Pa, 后调节激光器工作模式为恒能, 针对不同的靶材选择不同的溅射能量: Cu-Ga 合金靶, 350 mJ/脉冲; In 靶, 250 mJ/ 脉冲。每次更换靶材后, 需先用挡板挡住衬底, 然后溅射2000 个脉冲, 以去除靶材表面氧化层和其他靶材的羽辉在该靶材表面产生的杂质, 而后打开挡板, 正式开始溅射。通过调节靶材射的先后顺序和溅射脉冲数, 在玻璃衬底上制备出不同叠层顺序、不同组分配比的Cu-In-Ga 预制膜, 具体溅射参数如表1。
主要包括PLD 溅射工艺, 在窗玻璃衬底上, 先溅射In后溅射Cu-Ga 能够 加厚混凝土预制膜, 再来进行硒化(250 e ) 、渗碳( 550 e ) 除理, 溅射智能数为In 靶60000, Cu-Ga 靶50000 时, 可化学合成出沿( 112) 价值取向择优录用发芽的CIGS 透气膜, 其晶化水平较高, 透气膜漆层低密度、不均, 且成分调配在良好範圍两到, 时候做高效益CIGS 透气膜太阳什么電池的代谢层原材料。 Abstract: The Cu(In,Ga)Se2(CIGS) composite films were grown by pulsed laser deposition and sputtering selenization on glass substrates.The impacts of the growth conditions,including the sputtering power,pressure,annealing temperature,and sputtering pulse numbers,on the microstructures and properties of the CIGS films were evaluated.The CIGS films were characterized with X-ray diffraction,scanning electron microscopy,dispersive energy spectroscopy,and X-ray photoelectron spectroscopy.The results show that the precursor layer with a sequence of glass/Cu-Ga and the number of sputtering pulses are the major influencing factors.For instance,the CIGS films with the(112) preferential growth orientation were obtained after sputtering the indium target for 60,000 pulses,and the copper-gallium target for 50,000 pulses,respectively. Keywords: Pulsed laser deposition,Precursor layer,CIGS thin films,Selenization 投资基金品牌: 新疆古肯定专业侧核心品牌(2010Zd01);; 新疆古高等专小学科学院学院肯定专业侧核心品牌(NJ09002) 参考文献:
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