1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2019-24-2-107-117539.216.2:620.187Mатериалы электроникиThe Dependence of Surface Morphology and Structure of CuInGaSe Films on Selenization TemperatureЗависимость морфологии поверхности и структуры пленок CuInGaSe от температуры селенизацииШомахов Замир ВалериевичШомаховЗамир ВалериевичShomakhovZamir V.Zamir V. ShomakhovKabardino-Balkarian State University, Nalchik, Russia; Kabardino-Balkarian Scientific Center of Russian Academy of Sciences, Nalchik, Russia107117http://ivuz-e.ru/en/issues/2-_2019/zavisimost_morfologii_poverkhnosti_i_struktury_plenok_cuingase_ot_temperatury_selenizatsii/http://ivuz-e.ru/en/download/2_2019_2372_en.pdf

Depending on the choice of technology for manufacturing the CuIn GaSe films the scattering of electrical-and photoelectrical of the photo converters parameters is observed, which in the first turn is related to the microstructure formed in the films and their phase composition. The study on the phase division processes and the formation of the one-phase film CuIn GaSe is the key moment in manufacturing high quality absorbing layers. Thin films of CuInGaSe have been prepared by the two-step selenization of the preliminary synthesized Cu-In-Ga- layers of different thickness in a temperature interval 350 ≤ T ≤ 550 °C. The surface morphology, the chemical composition and the structure of the synthesized CuInGaSe films have been studied using the electron microscopy, the X-ray powder diffraction and the X-ray fluorescence methods. It has been determined that the synthesized films are polycrystalline, have developed surface and the crystalline medium size of 50-140 nm. The minimum initial selenization temperature and the minimum thickness of the metal layer, required to prepare CuInGaSe thin film, have been defined from the statistical analysis of the electron microscopy data.

В зависимости от выбора технологии получения пленок CuIn  Ga Seнаблюдается разброс электрофизических и фотоэлектрических параметров фотопреобразователей, что связано в первую очередь с формируемой в пленках микроструктурой и их фазовым составом. Изучение процессов разделения фаз и формирования однофазной пленки CuIn  Ga Seявляется ключевым моментом при изготовлении высококачественных поглощающих слоев. В работе тонкие пленки CuInGaSe получены методом двухэтапной селенизации в температурном интервале 350 ≤ T ≤ 550 °C предварительно синтезированных медно-индий-галлиевых слоев различной толщины. Исследованы морфология поверхности, химический состав и структура синтезированных пленок CuInGaSe с использованием методов сканирующей электронной микроскопии, рентгеновской порошковой дифракции, рентгеновской флуоресценции. Установлено, что синтезированные пленки являются поликристаллическими, имеют развитую поверхность и средний размер кристаллитов 50-140 нм. На основании проведенного статистического анализа данных электронной микроскопии определены минимальная температура начала процесса селенизации и минимально необходимая толщина металлического слоя для формирования сплошной тонкой пленки CuInGaSe. Полученные пленки могут использоваться в качестве активного фоточувствительного слоя высокоэффективных преобразователей солнечного излучения.

 Schock H-W., Noufi R. Progress in Photovoltaic’s // Research and Applications. – 2000. – Vol. 8. – Iss. 1. – P. 151–160.Properties of Cu(In,Ga)Se2 solar cells with new record efficiencies up to 21.7% / J. Philip, H. Dimitrios, W. Roland et al. // Phys. Status Solidi. – 2015. – Vol. 9. – Iss. 1. – P. 1–96.Solar Frontier hits 22.3 % on CIGS Cell // Solar Frontier Press Release. – 2015. – URL: http://www.solar-frontier.com/eng/news/2015/C051171. html (дата обращения: 10.09.2018).Солнечная фотовольтаика: современное состояние и тенденции развития / В.А. Миличко, А.С. Шалин, И.С. Мухин и др. // Успехи физических наук. – 2016. – Т. 186. – № 8. – С. 801–815.Новиков Г.В., Гапанович М.В. Солнечные преобразователи третьего поко-ления на основе Cu-In-Ga-(S, Se) // Успехи физических наук. – 2017. – Т. 187. – № 2. – С. 173 – 191.Билалов Б.А., Гаджиев Т.М., Сафаралиев Г.К. Способ получения тонкой пленки диселенида меди и индия CuInSe2 // Патент 2354006 RU, МПК H01L31/18/2009. Бюл. №12. – 5 с.Вакуумная трубчатая печь / Т.М. Гаджиев, Р.М. Гаджиева, Р.К. Арсланов и др. // Патент 116614 RU, МПК F27B5/04/2012. Бюл. №15. – 5 с.Устройство для натекания газа / Т.М. Гаджиев, И.Г. Зубаилов, Р.К. Арсланов и др. // Патент 168325 RU, МПК F17C 13/00. 2017. Бюл. №4. – 5 с.Технология получения и оптическое поглощение пленок полупроводниковых растворов CuIn0,95Ga0,05Se2 / М.А. Алиев, С.Н. Каллаев, Т.М. Гаджиев и др. // Письма в ЖТФ. – 2016. – Т. 42. – № 14. – С. 1–6.Holzwarth U., Gibson N. The Scherrer equation versus the 'Debye-Scherrer equation' // Nature Nanotechnology. – 2011. – Vol. 6. – P. 534.Leon М., Merino J.M., Fernandez-Ruiz R. X-ray diffraction data and Rietveld refinement of CuGaxIn1–xSe2 (x = 0.15 and 0.50) // Friedrich.Powder Diffraction. – 2010. – Vol. 25. – Iss. 3. – P. 253–257.