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.
-
Ключевые слова:
фотоэлементы, тонкие пленки, технологический процесс, селенизация, поверхность, распределение, структура пленок
-
Опубликовано в разделе:
Mатериалы электроники
-
Для цитирования:
Зависимость морфологии поверхности и структуры пленок CuIn0,95Ga0,05Se2 от температуры селенизации / Т.М. Гаджиев, М.А. Алиев, А.Ш. Асваров и др. // Изв. вузов. Электроника. – 2019. – Т. 24. – № 2. – С. 107–117. DOI: 10.24151/1561-5405-2019-24-2-107-117
Тимур Мажлумович Гаджиев
Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра Российской академии наук, г. Махачкала, Россия
Марат Алиевич Алиев
Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра Российской академии наук
Замир Валериевич Шомахов
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова; Кабардино-Балкарский научный центр Российской академии наук
1. Schock H-W., Noufi R. Progress in Photovoltaic’s // Research and Applications. – 2000. – Vol. 8. – Iss. 1. – P. 151–160.
2. 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.
3. 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).
4. 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.
5. 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.
6. 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.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. Holzwarth U., Gibson N. The Scherrer equation versus the 'Debye-Scherrer equation' // Nature Nanotechnology. – 2011. – Vol. 6. – P. 534.
11. 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.