銅銦硒(CuInSe-,2-)摻硒預(yù)置層制備及熱退火過程分析.pdf

1、如何實(shí)現(xiàn)CuInSeE(CIS)薄膜太陽電池大面積產(chǎn)業(yè)化和低成本一直是研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)在比較成熟的產(chǎn)業(yè)化工藝是濺射后硒化工藝,它具有設(shè)備簡單,所制備薄膜均勻性較好等優(yōu)點(diǎn)。但后硒化過程中硒源的問題始終困難重重。硒化氫(H2Se)為劇毒氣體,以它作為硒源會帶來嚴(yán)重的生產(chǎn)安全問題,而固態(tài)硒源會造成硒化過程中硒壓不足。摻硒預(yù)置層及無硒源熱退火工藝則不僅沿襲了濺射后硒化工藝的優(yōu)點(diǎn),而且有效克服了參與反應(yīng)的硒不足的問題。
　　 本論文采用磁控濺

2、射沉積Cu,In元素,熱蒸發(fā)沉積Se元素,制備了單質(zhì)疊層預(yù)置層和二元相單質(zhì)混和疊層預(yù)置層結(jié)構(gòu)。通過對各預(yù)置層結(jié)構(gòu)進(jìn)行附著力測試發(fā)現(xiàn),Se為底層的Mo/Se/In/Cu、Mo/Se/Cu/Se結(jié)構(gòu),Se為夾層的Mo/In/Se/Cu、Mo/Cu/Se/In結(jié)構(gòu)附著力較差,而Se為頂層的Mo/Cu/In/Se、Mo/In/Cu/Se結(jié)構(gòu)附著力較好。主要是該兩種預(yù)置層結(jié)構(gòu)Cu-In合金相有效改善了薄膜與襯底Mo層的附著力。二元相單質(zhì)混合疊層M

3、o/(Cu-Se)/In在Cu層硒化過程中便脫落殆盡,Mo/(In-Se)/Cu則表現(xiàn)出了較好的附著特性。
　　 本論文對附著力特性較好的Mo/Cu/In/Se、Mo/In/Cu/Se、Mo(In-se)/Cu摻硒預(yù)置層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了常規(guī)熱處理和快速熱處理(RTP),研究發(fā)現(xiàn)常規(guī)熱處理過程中Mo/Cu/In/Se由于Cu更易向材料表面擴(kuò)散,從而在低溫段便生成衍射峰明顯的CuInSe2,而Mo/In/Cu/Se在低溫段由于In的縱向擴(kuò)

4、散不足,低溫區(qū)主要是Cu-In合金和In-Se二元相生成。另外在低溫段Mo/In/Cu/Se結(jié)構(gòu)In損失較少,隨著溫度升高In損失增大,而Mo/Cu/In/Se結(jié)構(gòu)在低溫段In損失較高,溫度升高時In損失則減小?？焖贌嵬嘶鹣鄬ΤＲ?guī)熱退火更利于Cu,In,Se互擴(kuò)散,規(guī)避了Cu2-xSe的生成,得到的薄膜材料晶粒更大,而且進(jìn)一步減少了In損失。Mo/(In-Se)/Cu結(jié)構(gòu)在常規(guī)熱處理過程中附著力變差,快速熱處理過程中則以液-液晶相生長模