이 작품에서 우리는 CIGS 태양 전지의 광 흡수층의 곡물 경계를 공부 원자 탐침 단층 촬영 기술의 사용을 설명합니다. 알려진 구조로 원하는 입자 경계를 포함하는 원자 프로브 팁을 준비하는 새로운 접근 방식도 여기에 표시됩니다.
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이 논문에서
요약
초록
존재하지 않는 기술과 비교, 원자 탐침 단층 촬영 화학적 나노에서 세 차원의 내부 인터페이스를 특징 할 수 독특한 기술입니다. 사실, APT 높은 감도 (PPM의 순서대로)과 높은 공간 해상도 (이하 NM)를 보유하고있다.
상당한 노력이 알려진 구조를 원하는 입자 경계를 포함하는 APT 팁을 준비하기 위해 여기를 수행 하였다. 실제로, 사이트 별 샘플 준비하여 초점을 맞 춥니 이온 빔, 전자 후방 산란 회절 및 투과 전자 현미경 결합 된이 작품에 제시되어있다. 이 방법은 구리의 알려진 구조와 위치 (, 조지아) 괜찮다 원자 탐침 단층 촬영 연구 할 2 박막와 선택 입계 수 있습니다.
마지막으로, 우리는 구리의 그레인 경계 (조지아에서) 괜찮다 2 박막 태양 전지를 연구하는 원자 탐침 단층 촬영 기술을 사용의 장점과 단점에 대해 설명합니다.
서론
흡수 물질로 황동광 구조의 화합물 반도체 구리 (, 조지아) 괜찮다 2 (CIGS)에 따라 박막 태양 전지 때문에 그들의 높은 효율, 방사선 경도, 장기 안정의 두 개 이상의 수십 년 동안 개발되었습니다 성능 및 낮은 생산 1-3 듭니다. 이러한 태양 전지 즉 CIGS 흡수층의 유리한 광학 특성, 직접 밴드 갭과 높은 흡수 계수 1,2로 인한에만 약간의 재료 소비량으로 제작 될 수 있습니다. 두께 몇 마이크로 미터의 흡수 필름은 높은 광전류를 생성하기에 충분합니다. 전극 photogenerated 전하 캐리어의 확산 경로가 상대적으로 짧은 있기 때문에, CIGS 흡수는 다결정 형태로 생성 할 수있다. 구리의 최대 효율 (조지아에서) 괜찮다 2까지 달성 (CIGS) 태양 전지는 모든 박막 태양 전지 중 가장 높은 값이 20.4 % 4입니다.
ove_content "> 추가를 모두 생산 비용의 감소와 태양 전지 효율의 향상이 필수적이다. 후자는 CIGS 흡수층의 미세 화학 조성에 크게 의존한다. 내부 인터페이스, CIGS 박막 태양 광 기술을 확립하기 위해, 흡수기 내에서 특정 결정립 경계 (GB를), 그들은 photogenerated 전하 캐리어의 이동에 영향을 미칠 수 있....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
프로토콜
1. CIGS 층 증착
- 3 mm 두께의 소다 석회 유리 기판 (SLG) 위에 몰리브덴 스퍼터링 예금 500 나노 미터 (다시 접촉 층).
- 인라인 다단 CIGS 공정 24 CIGS 2 μm의 공동 증발. 레이어 모 다시 접촉에 입금 얻은 CIGS는 그림 1에 표시됩니다.
- X-선 형광 분석기 (XRF)에 의한 CIGS 층의 통합 구성을 측정합니다. 얻어진 CIGS의 조성은 표 1에 나타나있다.
2. APT 분석을위한 특정 사이트 샘플 제작
- 나중에 표본에 대한 지원되고, 여러 핀의 행을 얻기 위해 두 개의 반쪽으로 TEM 모 격자를 잘라. 5 중량의 전해 연마에 의해 핀의 끝 홀더와 테이퍼에 반 그리드 TEM을 설치합니다. 아래 팁 직경 <2 μm의 % NaOH를합니다. 이 과정은 입체경을 사용하여 제어 합리적 할 수 있습니다. 그런 다음 다른 홀더 티셔츠 위에 전해 그리드를 탑재모자는 순차적 FIB, TEM, EBSD, 그리고 APT 특성에 최적화되어 있습니다.
- 공장 CIGS 박막에 두 개의 참호를 얻을 수 언더컷 (그림 2A).를
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결과
그림 3은 사이드 뷰 (XZ 조각) 임의의 높은 각도 GB (HAGB) 28.5 원소지도를 보여줍니다 ° - <511> 새끼 사이트 별 준비 방법으로 그림 2에서 선택. CIGS HAGB에 나, K, 및 O의 공동 분리는 주로 APT 사용하여 매핑된다. 이러한 불순물은 대부분 ~ 600 ° C.에 CIGS 층의 증착시 흡수층으로 SLG 기판에서 확산
그림 4A 그림 3에 표시된 GB에 걸쳐있는 구리, 조지아, 그리고 셀레늄 농도 프로파일을 보여줍니다. 조지아에서 잘라 내기,, 그리고 GB의 셀레늄 농도는 곡물 인테리어 (GIS)에서와 다릅니다. 그것은 명확하게에 충실 반면 구리와 조지아,이 GB에서 고갈되는 것을 알 수있다. 이것은 그 구리 결원 행 즉, AB-론적 밀도 함수 이론 (DFT) 계산의 기초 페르손 등.
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토론
현재 작업에서, 우리는 CIGS 태양 광 응용 프로그램에 사용되는 화합물 반도체 재료의 임의의 HAGB에 APT 결과를 발표했다. 또한, 우리는 또한 EBSD 및 TEM과 같은 보완 기술,와 함께 APT는 CIGS 태양 전지 구조 구성 속성 관계를 해명하는 강력한 도구입니다 것으로 나타났습니다. 첫째, EDX / 뱀장어는 입자 경계에서 낮은 나와 O의 농도를 감지하고 둘째, EDX / EELS, 특히 모든 요소에 민감하지 않는 충분한 해상도를 가지고 있기 때문에 불행히도, APT 및 EDX / TEM 뱀장어 사이의 상관 관계가 불가능했다 나 및 O.위한
APT는 화학적으로 나노에서 인터페이스의 특성을 세 차원 14-17에서 그들을 시각화 할 수있는 유일한 기술입니다. PPM의 수십에서 매우 희석 불순물 농도 때문에 질량 스펙트럼에 높은 신호 대 잡음 비율 감지 할 수 있습니다. 의 또 다른 장점APT 기술은 적절한 측정 파라미터를 선택하는 경우 검출 감.......
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공개 사항
저자는 공개 아무것도 없어.
감사의 글
이 작품은 독일 연구 재단 (DFG) (계약 CH 943/2-1)에 의해 설립된다. 저자는이 작품에 대한 CIGS 흡수층를 준비 젠트 FÜR Sonnenenergie - 싶게 Wasserstoff-Forschung 바덴 뷔 르템 베르크에서 볼프강 Dittus, 그리고 스테판 Paetel에게 감사의 말씀을 전합니다.
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참고문헌
- Stanbery, B. J. Copper indium selenides and related materials for photovoltaic devices. Crit. Rev. Solid State. 27, 73-117 (2002).
- Kemell, M., Ritala, M., Leskelä, M. Thin film deposition methods for CuInSe2 solar cells. Crit. Rev. Solid State. 30
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