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 Россий-ской академии наук, г. Махачкала, Россия
Абил Шамсудинович Асваров
Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра Россий-ской академии наук, г. Махачкала, Россия
Риза Магомедовна Гаджиева
Институт физики им. Х.И. Амирханова Дагестанского научного центра Россий-ской академии наук, г. Махачкала, Россия
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.