前驱膜叠层及硒化升温方式对铜铟镓硒薄膜性能的影响

2013-09-26 廖 荣 广东工业大学材料与能源学院

  以钠钙窗户玻璃为衬底,运用两靶磁控溅射的具体方法方法,首选与众各不相同的叠层具体方法提纯铜铟镓后驱膜。然后呢将后驱膜放进特别制作的的机械泵炉中首选与众各不相同的回温具体方法展开硒化退火工艺,有四元化学物质铜铟镓硒半导体芯片纳米级bopp保护膜,对bopp保护膜展开多种讲解方法。讲解了后驱膜叠层及硒化回温具体方法对铜铟镓硒( CIGS) bopp保护膜功能的的影响,声明书In/ CuGa/ In 三层后驱膜先在250e 恒湿20 min 供暖,再回温至560e 硒化体温30 min,能提纯出较高品质量高的铜质矿构成的多晶bopp保护膜,适于做CIGS 太阳时能锂电挥发层的材料。   铜质矿型铜铟镓硒( CuInxGa1- x Se2,CIGS) 胶片作为一个化学上的合成铜铟镓硒太陽能动力充电电池箱的管理的本质的原食材,是近年最有出路的光伏月亮能的原食材的一种。CIGS 的原食材都存在光代谢标准值高、基性岩传输率高、较易保证竖直的大平数胶片等优缺点,应中用大总量产出。而CIGS 胶片太陽能动力充电电池箱都存在光电子变为速度高、低料工费、抗大超范围地扩散、弱光性好、野外可靠性好、不会衰减长期等基本特征,是很有还望大总量产业群化的胶片太陽能动力充电电池箱。化学上的合成CIGS 胶片的适宜最简单的方法的一种是溅射后硒化法,但磁控溅射化学上的合成的时候中各注意半导体器件制作工序性需是非常精密铸造的把控好,就像溅射时工作效率、大气压、Ar 气国内流量等对胶片的原食材不良反应大, 朝后硒化的时候中硒化气温超范围和升缩温传输率等对胶片的原食材重量不良反应好大,近年原有这些钻研企业适用CuIn、CuGa 靶材( 氧分子比1B1) 溅射双层玻璃膜, 及在机械泵度略低原因下一直变热硒化化学上的合成CIGS 胶片,但鉴于CuGa 靶材的精确度原因或者一直变热硒化会带来较多杂等于一些缺陷,造成该制作工序的可调性和重复使用性仍较低。文中注意系统线路是两靶磁控溅射化学上的合成金属件前置前置前驱层铜铟镓( CIG) 胶片后,在硒暖场下来固溶处理转换都存在适用化学上的用量的CIGS多单晶体,与同一钻研者其他优点就在于使用了CuGa、In 靶材,或者专业了较高机械泵硒化固溶处理炉,并钻研前置前置前驱膜叠层这哪几种方式方法和这哪几种硒化变热线性对CIGS胶片性的不良反应。

1、实验方法

1.1 、膜的化学合成

  CIG 前驱膜采用中科院沈阳科仪的JGP-560B型双室多靶位磁控溅射沉积系统,两靶直流电源溅射,通过交替溅射CuGa 靶( 原子比3 B1; 纯度99。999%) 和纯In 靶( 纯度99.999%) ,在普通的钠钙玻璃片上沉积CIG 薄膜,本底真空度为5 × 10- 4 Pa,工作气体为氩气,工作压强为1.3 Pa,CuGa 靶率为70 W,In 靶功率为70 W,基片和靶面之间的距离是50 cm,基片自转转速为14 r/ min 以保证溅射均匀。经溅射仪内置的在线膜厚监测仪及光反射薄膜测厚仪测定In 的溅射速率为0.2~ 0.3 nm/ s,CuGa的溅射速率为0.3~ 0.4 nm/ s。为测试需要,同样工艺在玻璃片上另做了有钼电极层的CIG 薄膜样品,因Mo 在吸收层CIGS 薄膜的沉积过程中呈现惰性,随着吸收层厚度的不断降低,Mo 背接触很好地起到了光反射镜的作用,以Mo 作为背接触得到的太阳电池器件光电转换效率远高于其他背接触材料所制备的太阳电池。另由于Mo 薄膜具有高的热稳定性( 高熔点) 、机械强度以及良好的光电性能而受到人们越来越多的重视,已成为CIGS 薄膜太阳电池背接触层的理想选择。然后将CIG 前驱膜放入经改制的真空硒化退火炉中进行硒化( 图1) ,硒源采用热蒸发固态硒粉代替有剧毒的硒化氢气态源,在同一个基本封闭的石墨盒中,被分隔开的不同槽里,分别放硒粉与样品反应。硒化前抽本底真空后,通入流量为预定值的Ar,硒化对成功制备CIGS 薄膜起至关重要的作用。工作区尺寸5 100 mm × 600 mm( 直径× 长) ; 炉内两端各设有一支热电偶,可测量工件温度。在实验中采用不同的升温曲线、硒化时间、温度、气压来控制薄膜的结构。

真空硒化退火炉示意图

图1 真空体硒化退火工艺炉示活动反思图

结论

  磁控溅射后硒石油化的工艺较单纯有用,优质的的CIGS塑料膜依赖感于化学合成全期间中各基本半导体技术的工艺因素至关高精密的的控制,这种溅射时电率、压力、Ar 气热度这些等等对塑料膜原材料的干扰,及前边硒化全期间中把握好工作温度比率和升降系统温传输速度,能化学合成出较优质化量紫铜矿设备构造的多晶塑料膜。   由打样定制的表皮形貌、EDS 能谱介绍及吸纳光谱仪等数值,非常是跟据A3N、B3N、C3N 的XRD 图谱物相介绍行确定,选择磁控溅射后时段.增温硒化法治备的CIGS 结晶较少杂相缺点,流程的重覆性好一点。之中打样定制C3 为In/ CuGa/ In 高层前轮驱动膜,选择在250 ℃常温20 min,再增温至560 ℃硒化高温30min 时,复合膜表皮形貌最好是,多种无素的分布图及比列都所处对最终能够制作CIGS 早上的太空能热水器电板极为有利的的区城内,该复合膜在明显可见的光使用范围内有较高的吸纳率,制作成早上的太空能热水器电板的光电科技变换使用率好一点,适用做CIGS 早上的太空能热水器电板吸纳层板材。