Chemistry

क्लोज-स्पेस उदात्तीकरण-जमा अल्ट्रा-थिन सीडीएसईई/सीडीटी सौर कोशिकाएं बढ़ी हुई शॉर्ट-सर्किट करंट डेंसिटी और फोटोल्यूमिनेसेंस के लिए

Published: March 6, 2020 doi: 10.3791/60937

Alexandra M. Bothwell¹, Jennifer A. Drayton¹, Pascal M. Jundt¹, James R. Sites¹

¹Department of Physics, Colorado State University

Summary

यह काम बढ़ी हुई दक्षता के लिए पतले अवशोषक कैडमियम सेलेनियम टेल्यूराइड/कैडमियम टेल्यूराइड फोटोवोल्टिक उपकरणों की पूर्ण निर्माण प्रक्रिया का वर्णन करता है । यह प्रक्रिया छोटे क्षेत्र के अनुसंधान उपकरणों के साथ-साथ बड़े पैमाने पर मॉड्यूल के निर्माण से लेकर स्केलेबल है कि स्केलेबल है कि स्थलीय है के लिए एक स्वचालित इन लाइन वैक्यूम प्रणाली का उपयोग करता है ।

Abstract

बढ़ती वैश्विक ऊर्जा मांगों और जलवायु परिवर्तन के बीच सौर ऊर्जा को नवीकरणीय ऊर्जा का लागत प्रभावी और विश्वसनीय स्रोत बनाने के लिए फोटोवोल्टिक डिवाइस आर्किटेक्चर में विकास आवश्यक है । पतली फिल्म सीडीटीई तकनीक ने लागत-प्रतिस्पर्धात्मकता और तेजी से निर्माण समय, न्यूनतम सामग्री उपयोग और एक सीडीएसईई मिश्र धातु को ~ 3 माइक्रोन अवशोषक परत में पेश करने के कारण बढ़ती क्षमता का प्रदर्शन किया है। यह काम एक स्वचालित इन-लाइन वैक्यूम जमाव प्रणाली का उपयोग करके पतले, 1.5 माइक्रोन सीडीएसईई/सीडीटी बाइलेयर उपकरणों के निकट-स्थान उदात्तीकरण निर्माण प्रस्तुत करता है। पतली बाइलेयर संरचना और निर्माण तकनीक जमाव समय को कम करती है, डिवाइस दक्षता में वृद्धि करती है, और भविष्य के पतले अवशोषक-आधारित डिवाइस आर्किटेक्चर विकास को सुविधाजनक बनाती है। पतले सीडीएसईई/सीडीटीई अवशोषक उपकरणों को अनुकूलित करने के लिए तीन निर्माण पैरामीटर सबसे प्रभावशाली प्रतीत होते हैं: सब्सट्रेट प्रीहीट तापमान, सीडीएसईई: सीडीटी मोटाई अनुपात, और सीडीसीएल₂ पासिवेशन। सीडीएसईई के उचित उदात्तीकरण के लिए, बयान से पहले सब्सट्रेट तापमान ~ 540 डिग्री सेल्सियस (सीडीटीई के लिए उससे अधिक) होना चाहिए जैसा कि प्रीहीट स्रोत में निवास समय द्वारा नियंत्रित किया जाता है। CdSeTe में भिन्नता: सीडीटी मोटाई अनुपात इस अनुपात पर डिवाइस प्रदर्शन की एक मजबूत निर्भरता का पता चलता है। इष्टतम अवशोषक मोटाई 0.5 माइक्रोन सीडीएसईई/1.0 माइक्रोन सीडीटीई हैं, और गैर-अनुकूलित मोटाई अनुपात बैक-बैरियर प्रभावों के माध्यम से दक्षता को कम करते हैं। पतले अवशोषक सीडीसीएल₂ पासिवेशन भिन्नता के प्रति संवेदनशील होते हैं; तापमान और समय दोनों के बारे में एक बहुत कम आक्रामक सीडीसीएल₂ उपचार (मोटा अवशोषक की तुलना में) इष्टतम डिवाइस प्रदर्शन पैदा करता है। अनुकूलित निर्माण की स्थिति के साथ, CdSeTe/CdTe एकल अवशोषक सीडीटी की तुलना में डिवाइस शॉर्ट-सर्किट वर्तमान घनत्व और फोटोल्यूमिनेसेंस तीव्रता को बढ़ाता है । इसके अतिरिक्त, एक इन-लाइन क्लोज-स्पेस उदात्तीकरण वैक्यूम जमाव प्रणाली भविष्य के अल्ट्रा-पतली अवशोषक आर्किटेक्चर की सामग्री और समय में कमी, स्केलेबिलिटी और प्राप्तकरने की पेशकश करती है।

Introduction

वैश्विक ऊर्जा की मांग में तेजी आ रही है और वर्ष 2018 में सबसे तेज प्रदर्शन किया गया( 2.3%) पिछले दशक¹में ग्रोथ रेट . जलवायु परिवर्तन के प्रभावों और जीवाश्म ईंधन के जलने के बारे में बढ़ती जागरूकता के साथ जोड़ा, लागत प्रतिस्पर्धी, स्वच्छ, और नवीकरणीय ऊर्जा की जरूरत बहुतायत से स्पष्ट हो गया है । कई नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों में से, सौर ऊर्जा अपनी कुल क्षमता के लिए विशिष्ट है, क्योंकि सौर ऊर्जा की मात्रा जो पृथ्वी तक पहुंचती है, वैश्विक ऊर्जा खपत²से कहीं अधिक है।

फोटोवोल्टिक (पीवी) उपकरण सीधे सौर ऊर्जा को विद्युत शक्ति में परिवर्तित करते हैं और स्केलेबिलिटी (जैसे, व्यक्तिगत उपयोग वाले मिनी-मॉड्यूल और ग्रिड-एकीकृत सौर सरणी) और सामग्री प्रौद्योगिकियों में बहुमुखी हैं। मल्टी-एंड सिंगल-जंक्शन, सिंगल-क्रिस्टल गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) सौर कोशिकाओं जैसी प्रौद्योगिकियों में क्रमशः 39.2% और 35.5% तक पहुंचने की क्षमता^है। हालांकि, इन उच्च दक्षता सौर कोशिकाओं का निर्माण महंगा और समय लेने वाला है। पतली फिल्म पीवीएस के लिए एक सामग्री के रूप में पॉलीक्रिस्टलाइन कैडमियम टेल्यूराइड (सीडीटीई) इसकी कम लागत, उच्च-थ्रूपुट निर्माण, जमाव तकनीकों की विविधता और अनुकूल अवशोषण गुणांक के लिए लाभप्रद है। ये विशेषताएं बड़े पैमाने पर विनिर्माण के लिए सीडीटीको को अनुकूल बनाती हैं, और दक्षता में सुधार ने पीवी-मार्केट-प्रमुख सिलिकॉन और जीवाश्म ईंधन⁴के साथ सीडीटी लागत-प्रतिस्पर्धी बना दिया है।

हाल ही में एक उन्नति जिसने सीडीटी डिवाइस दक्षता में वृद्धि को प्रेरित किया है, वह है कैडमियम सेलेनियम टेल्यूराइड (सीडीएसईई) मिश्र धातु सामग्री को अवशोषक परत में शामिल करना। कम ~ 1.4 ईवी बैंड गैप सीडीएसईई सामग्री को 1.5 ईवी सीडीटी ईअवशोषक में एकीकृत करने से बाइलेयर अवशोषक के सामने बैंड गैप कम हो जाता है। यह बैंड गैप के ऊपर फोटॉन अंश को बढ़ाता है और इस प्रकार वर्तमान संग्रह में सुधार करता है। सीडीएसईई के सफल समावेश को अवशोषकों में शामिल करना जो वर्तमान घनत्व में वृद्धि के लिए 3 माइक्रोन या मोटा हैं, विभिन्न निर्माण तकनीकों (यानी, क्लोज-स्पेस उदात्तीकरण, वाष्प परिवहन जमाव, और इलेक्ट्रोप्लेटिंग)^5,^6,⁷के साथ प्रदर्शित किया गया है। कमरे का तापमान बढ़ा फोटोल्यूमिनेसेंस उत्सर्जन स्पेक्ट्रोस्कोपी (पीएल), समय-समाधान फोटोल्यूमिनेसेंस (टीआरपीएल), और बाइलेयर अवशोषक उपकरणों से इलेक्ट्रोल्यूमिनेसेंस सिग्नल^5,⁸ से संकेत मिलता है कि वर्तमान संग्रह में वृद्धि के अलावा, सीडीएसईई में बेहतर रेडिवेटिव दक्षता और अल्पसंख्यक वाहक जीवनकाल प्रतीत होता है, और सीडीएसईई/सीडीटी डिवाइस में केवल सीडीटीई की तुलना में आदर्श के लिए एक बड़ा सापेक्ष वोल्टेज है। इसका कारण काफी हद तक थोक^{दोषों}के सेलेनियम पासिवेशन को माना गया है .

सीडीएसईई के पतले (1.5 माइक्रोन) सीडीटी अब्जॉर्बर्स में शामिल होने पर थोड़ा शोध की सूचना दी गई है। इसलिए हमने पतले ०.५ माइक्रोन सीडीएसईई/1.0 माइक्रोन सीडीटी बाइलेयर-अब्जॉर्बर उपकरणों की विशेषताओं की जांच की है जो क्लोज-स्पेस सबिमिटेशन (सीएसएस) द्वारा निर्मित हैं ताकि यह निर्धारित किया जा सके कि मोटी बाइलेयर अवशोषक ों में देखे गए लाभ भी पतले बाइलेयर अवशोषक के साथ प्राप्य हैं या नहीं । इस तरह के CdSeTe/CdTe अवशोषक, अपने मोटे समकक्षों के रूप में दो बार से अधिक के रूप में पतली, बयान समय और सामग्री और कम विनिर्माण लागत में एक उल्लेखनीय कमी प्रदान करते हैं । अंत में, वे भविष्य के डिवाइस वास्तुकला विकास के लिए क्षमता रखते हैं जिन्हें 2 माइक्रोन से कम की अवशोषक मोटाई की आवश्यकता होती है।

एक स्वचालित इन-लाइन वैक्यूम सिस्टम में अवशोषकों का सीएसएस जमाव अन्य निर्माण विधियों¹⁰^,¹¹पर कई फायदे प्रदान करता है । सीएसएस निर्माण के साथ तेजी से जमाव दर डिवाइस थ्रूपुट को बढ़ा देती है और बड़े प्रयोगात्मक डेटासेट को बढ़ावा देती है। इसके अतिरिक्त, इस काम में सीएसएस प्रणाली का एकल वैक्यूम वातावरण अवशोषक इंटरफेस के साथ संभावित चुनौतियों को सीमित करता है। पतली फिल्म पीवी उपकरणों में कई इंटरफेस होते हैं, जिनमें से प्रत्येक इलेक्ट्रॉनों और छेदों के लिए एक पुनर्संयोजन केंद्र के रूप में कार्य कर सकता है, इस प्रकार समग्र डिवाइस दक्षता को कम करता है। सीडीएसईटी, सीडीटीई और कैडमियम क्लोराइड (सीडीसीएल₂₎डिपोजिशन (अच्छी अवशोषक गुणवत्ता के लिए आवश्यक^12,^13,^14,^15,¹⁶⁾के लिए एक वैक्यूम सिस्टम का उपयोग बेहतर इंटरफ़ेस का उत्पादन कर सकता है और इंटरफेशियल दोषों को कम कर सकता है।

कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी¹⁰ में विकसित इन-लाइन ऑटोमेटेड वैक्यूम सिस्टम भी इसकी स्केलेबिलिटी और दोहराव में फायदेमंद है । उदाहरण के लिए, जमाव पैरामीटर उपयोगकर्ता-सेट होते हैं, और जमाव प्रक्रिया इस तरह स्वचालित होती है कि उपयोगकर्ता को अवशोषक निर्माण के दौरान समायोजन करने की आवश्यकता नहीं होती है। हालांकि छोटे क्षेत्र अनुसंधान उपकरणों इस प्रणाली में गढ़े हैं, प्रणाली डिजाइन बड़े क्षेत्र depositions के लिए बढ़ाया जा सकता है, अनुसंधान पैमाने पर प्रयोग और मॉड्यूल पैमाने पर कार्यान्वयन के बीच एक कड़ी को सक्षम करने ।

यह प्रोटोकॉल 0.5-μm CdSeTe/1.0-μm CdTe पतली फिल्म पीवी उपकरणों के निर्माण के लिए इस्तेमाल किया निर्माण तरीकों प्रस्तुत करता है। तुलना के लिए, 1.5 माइक्रोन सीडीटी उपकरणों का एक सेट गढ़े जाते हैं। एकल और बाइलेयर अवशोषक संरचनाओं में सीडीएसईई बयान को छोड़कर सभी प्रक्रिया चरणों में नाममात्र समान जमाव की स्थिति होती है। यह विशेषता बनाने के लिए कि क्या पतले सीडीएसईई/सीडीटी अवशोषक अपने मोटे समकक्षों, वर्तमान घनत्व-वोल्टेज (जे-वी), क्वांटम दक्षता (क्यूई) और पीएल मापन द्वारा प्रदर्शित समान लाभों को बनाए रखते हैं, पतली एकल और बाइलेयर अवशोषक उपकरणों पर किए जाते हैं । सीडीएसईटी/सीडीटी बनामके लिए पीएल सिग्नल में वृद्धि के अलावा, जे-वी और क्यूई द्वारा मापा गया शॉर्ट-सर्किट वर्तमान घनत्व (जे_{एससी)}में वृद्धि । सीडीटी डिवाइस, इंगित करता है कि सीएसएस द्वारा निर्मित पतले सीडीएसई/सीडीटी उपकरण वर्तमान संग्रह, सामग्री की गुणवत्ता और डिवाइस दक्षता में उल्लेखनीय सुधार दिखाते हैं।

हालांकि यह काम सीडीटी पीवी डिवाइस संरचना में सीडीएसईई मिश्र धातु के समावेश से जुड़े लाभों पर केंद्रित है, सीडीटीई और सीडीएसईई/सीडीटी उपकरणों के लिए पूर्ण निर्माण प्रक्रिया को बाद में पूर्ण रूप से वर्णित किया गया है । चित्रा 1ए, बी क्रमशः सीडीटीई और सीडीएसईई/सीडीटी उपकरणों के लिए पूर्ण डिवाइस संरचनाओं को दिखाता है, जिसमें एक पारदर्शी संचालन ऑक्साइड (टीसीओ) -कोटेड ग्लास सब्सट्रेट, एन-टाइप मैग्नीशियम जिंक ऑक्साइड (एमजीजेडएनओ) उत्सर्जक परत, पी-टाइप सीडीटीई या सीडीएसईई/सीडीटीई अवशोषक सीडीसीएल₂ उपचार और कॉपर डोपिंग उपचार, पतली ते परत और निकल बैक संपर्क शामिल हैं। सीएसएस अवशोषक बयान को छोड़कर, निर्माण की स्थिति एकल और बाइलेयर संरचना के बीच समान हैं। इस प्रकार, जब तक अन्यथा उल्लेख नहीं किया जाता है, प्रत्येक चरण सीडीटीई और सीडीएसईई/सीडीटी दोनों संरचनाओं पर किया जाता है।

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Protocol

सावधानी: दस्ताने पहना जाना चाहिए जब सब्सट्रेट्स हैंडलिंग फिल्म संदूषण और सामग्री से त्वचा के संपर्क को रोकने के लिए । इस निर्माण प्रक्रिया के लिए कैडमियम यौगिकों वाली संरचनाओं की हैंडलिंग की आवश्यकता होती है; इसलिए लैब में हर समय लैब कोट और दस्ताने पहनने चाहिए।

1. सब्सट्रेट सफाई

एक स्टेनलेस स्टील रैक में टीसीओ-लेपित ग्लास सब्सट्रेट्स (9.1 सेमी x 7.8 सेमी) रखें, जिसमें पर्याप्त अंतर होता है कि सफाई समाधान और संकुचित हवा प्रत्येक ग्लास चेहरे पर लागू की जा सकती है।
नाइट्रोजन संकुचित हवा की नली का उपयोग करके सब्सट्रेट्स से किसी भी धूल को उड़ा दें।
रैक को अल्ट्रासोनिक क्लीनर (UC1) में रखें और आइसोप्रोपिल अल्कोहल (आईपीए) से भरें। औद्योगिक ग्लास कटिंग प्रक्रिया से अवशिष्ट तेल और संदूषकों को हटाने के लिए 30 किमी के लिए बैठते हैं।
UC1 से आईपीए नाली । आईपीए को सब्सट्रेट्स की शुरुआती सफाई के लिए 5x तक पुन: उपयोग किया जा सकता है।
deionized (DI) पानी के साथ सब्सट्रेट्स कुल्ला, तो सब्सट्रेट्स के शीर्ष किनारे से ऊपर 1 सेमी के बारे में DI पानी के साथ UC1 भरें । अवशिष्ट तेल, तेल, कण, या कठोर पानी के दाग को और हटाने के लिए सब्सट्रेट्स में समान रूप से केंद्रित सफाई समाधान के 200 मिलील जोड़ें।
मुख्य शक्ति का उपयोग करके, UC1 से 43 kHz अल्ट्रासोनिक आवृत्ति और 425 डब्ल्यू पावर चालू करें और सब्सट्रेट्स को 1 घंटे के लिए बैठने दें।
डीआई पानी के साथ एक दूसरे, बड़े अल्ट्रासोनिक क्लीनर (UC2) को कुल्ला करें और डीआई पानी के साथ इसकी मात्रा के तीन-चौथाई भरें।
UC1 बंद करें और स्टेनलेस स्टील रैक को हटा दें। तुरंत एक सिंक पर DI पानी के साथ सब्सट्रेट्स को रिंसिंग शुरू करें।
नोट: इस स्तर पर सब्सट्रेट्स को सूखने न दें।
स्टेनलेस-स्टील रैक को UC2 में स्थानांतरित करें और डीआई पानी से पूरी तरह से भरें जैसे कि सब्सट्रेट्स पूरी तरह से कवर किए जाएं। UC2 से 40 किलोवाट अल्ट्रासोनिक फ्रीक्वेंसी और 600 डब्ल्यू पावर चालू करें और सब्सट्रेट्स को 30 मिन के लिए बैठने दें।
घर का बना आईपीए वाष्प ड्रायर तैयार करें।
1. वाल्व को सुनिश्चित करना बंद हो गया है, अल्ट्रा-हाई शुद्धता (यूएचपी) नाइट्रोजन के लिए एक गैस नली को हुक करें। नाइट्रोजन टैंक खोलें और रेगुलेटर को 10 साई के लिए सेट करें । नाइट्रोजन प्रवाह के लिए वाल्व खोलें और संलग्न प्रवाह मीटर पर 100 पीएसआईजी को समायोजित करें, फिर वाल्व को फिर से बंद करें।
2. ताजा आईपीए के 150 mL के साथ एक फ्लास्क भरें और कसकर फ्लास्क कॉर्क। कॉर्क कसकर फ्लास्क खोलने सील जबकि नाइट्रोजन और आईपीए कॉर्क में एंबेडेड दो छोटे धातु पाइप प्रणालियों के माध्यम से पारित करने के लिए अनुमति देता है । ये ठीक छेद है, जो UC2 से ऊपर बैठता है जैसे कि नाइट्रोजन/आईपीए वाष्प सब्सट्रेट्स पर घटना है के साथ एक छोटे से धातु पाइपिंग प्रणाली से कनेक्ट ।
जब UC2 कुल्ला चक्र किया जाता है, गर्मी और UC2 बंद कर दें ।
नाइट्रोजन और आईपीए के लिए वाष्प ड्रायर वाल्व खोलें और UC2 पर नाली वाल्व खोलें जैसे कि डीआई का पानी बहुत धीरे-धीरे बाहर आ जाए।
नोट: DI पानी बहुत धीरे सूखा होना चाहिए । यह प्रक्रिया पानी के धब्बों को सब्सट्रेट्स पर बनाने से रोकने के लिए नाइट्रोजन/आईपीए वाष्प के साथ डीआई पानी की जगह ले जाती है । इसमें 30,000 सेमी³ पानी के लिए 1-2 घंटे का समय लगना चाहिए।
जब पूरी तरह से सूखा, UC2 से रैक निकालें और वाष्प ड्रायर वाल्व बंद कर दें ।
भविष्य के उपयोग के लिए एक स्वच्छ और निहित वातावरण में स्टोर करें।
नोट: साफ सब्सट्रेट्स इस वातावरण में अनिश्चित काल के लिए छोड़ दिया जा सकता है, जब तक वे साफ रहते हैं । आगे के उपयोग से पहले साफ सब्सट्रेट्स का निरीक्षण करें ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि उन्हें फिर से सफाई प्रक्रिया से गुजरने की आवश्यकता नहीं है।

2. मैग्नीशियम जिंक ऑक्साइड खिड़की परत स्पंदन जमाव

नोट: यह MgZnO स्पंदन-बयान प्रक्रिया एक असंतुलित मैग्नेट्रॉन और एक 4 "व्यास, 0.25" 15 सेमी की एक लक्ष्य से सब्सट्रेट दूरी के साथ मोटी लक्ष्य का उपयोग करता है। लक्ष्य 99.99% शुद्धता (MgO)₁₁(ZnO)₈₉ प्रतिशत वजन से है.

धूम सिस्टम स्टार्ट-अप
1. मैकेनिकल पंप और फोरलाइन वाल्व पर स्विच करें, इसके बाद स्पटर चैंबर के लिए प्रसार पंप करें। सुनिश्चित करें कि लक्ष्य ठंडा पानी चालोथ रहा है और लक्ष्य ठंडा पानी के लिए यांत्रिक वाल्व खुले हैं।
2. पंप पर स्विच का उपयोग करलोड लॉक पंप चालू करें।
3. प्रसार पंप 15 मिन के लिए गर्म करते हैं।
4. दबाव गेज पर चैंबर दबाव की जांच करें: यदि यह 2.0 x 10^-1 टोर से नीचे है, तो प्रसार पंप गेट वाल्व खोलें। यदि दबाव 2.0 x 10^-1 टोर से अधिक है, तो फोरलाइन वाल्व को बंद करने के लिए स्विच करें, और दबाव गिरने तक रफिंग वाल्व खोलें। फिर, स्विच रफिंग वाल्व बंद कर दें, फोरलाइन खोलें, और मैन्युअल रूप से प्रसार पंप गेट वाल्व खोलें।
5. कंप्यूटर सॉफ्टवेयर में, रन प्रेशर को 5 मीटर तक सेट करें और "गैस सक्षम" पर क्लिक करें, जो गैस प्रवाह को सक्षम बनाता है। प्रवाह ~ 19-20 एससीसीएम और ऑक्सीजन सॉफ्टवेयर में आर्गन के रूप में संतुलन के साथ कुल प्रवाह का 3% करने के लिए सेट किया जाना चाहिए।
6. चैंबर को 10 मिन के लिए पंप करने की अनुमति दें।
7. चेक करें कि आयन गेज रीडआउट पर बेस प्रेशर 1.0 x 10^-5 टोर से नीचे है।
8. सुनिश्चित करें कि स्थानांतरण हाथ कक्ष से पूरी तरह से मुकर गया है (नमूना धारक को यह सुनिश्चित करने के लिए कक्ष व्यूपोर्ट के माध्यम से देखें कि कक्ष कक्ष में नहीं है), और लोड लॉक गेट वाल्व को बंद कर दें।
9. सुनिश्चित करें कि शटर बंद है: यह देखने के लिए कि यह सीधे स्पटर कैथोड के ऊपर है व्यूपोर्ट खिड़की के माध्यम से देखकर जांच की जा सकती है।
10. बिजली आपूर्ति पर, आरएफ जनरेटर बिजली 60 डब्ल्यू करने के लिए सेट करें। कंप्यूटर सॉफ्टवेयर में प्लाज्मा इग्निशन के लिए 15 mTorr करने के लिए दबाव में वृद्धि, आरएफ शक्ति चालू है, और एक बार प्लाज्मा प्रज्वलित हो गया है, सॉफ्टवेयर में 5 mTorr करने के लिए वापस दबाव को कम । परावर्तित शक्ति 1-2 डब्ल्यू होनी चाहिए। यदि यह बहुत अधिक है, आरएफ मैच नेटवर्क देखते होना चाहिए ।
11. लक्ष्य को गर्म किया जाना चाहिए खुर से बचने के लिए: आरएफ बिजली जनरेटर पर 20 W/min की दर से बिजली बढ़ाने के लिए १४० डब्ल्यू की एक अंतिम शक्ति तक पहुंचने तक । परिलक्षित शक्ति आदर्श रूप से वास्तविक शक्ति का 5% होना चाहिए। 15 मिन के लिए बंद शटर के साथ पूर्व-स्पंदन के लिए लक्ष्य की अनुमति दें।
MgZnO धूम जमाव
1. बयान दर को जांचने के लिए, एक गवाह नमूना गढ़ा जाना चाहिए। एक साफ सब्सट्रेट के टीसीओ-लेपित पक्ष पर ~ 0.2 सेमी (लंबाई) लाइन खींचने के लिए एक स्थायी मार्कर का उपयोग करें।
2. लोड लॉक गेट वाल्व बंद हो, फिर लोड लॉक दरवाजा घुंडी को ढीला और खोलें सुनिश्चित करें। लोड लॉक दरवाजा ढीला होने तक यूएचपी नाइट्रोजन वेंट वाल्व के चौथाई मोड़ के साथ लोड लॉक वेंट करें। दरवाजा खुला होने के दौरान लोड लॉक को शुद्ध करने के लिए वेंट वाल्व को आंशिक रूप से खुला रखें।
3. साफ टीसीओ-लेपित सब्सट्रेट से किसी भी धूल कणों को धीरे-धीरे हटाने के लिए हैंडहेल्ड एयर ब्लोअर का उपयोग करें। नमूना धारक पर किसी भी सब्सट्रेट निकालें और रबर इत्तला दे दी चिमटी की एक जोड़ी का उपयोग कर साफ सब्सट्रेट TCO साइड-डाउन लोड करें। बयान क्षेत्र से बचने के लिए किनारे पर नमूना पकड़ो।
4. लोड लॉक डोर को बंद करके कस लें। लोड लॉक पंप पर स्विच करें और नाइट्रोजन वेंट वाल्व को बंद करें।
5. लोड लॉक को तब तक पंप करें जब तक लोड लॉक प्रेशर गेज 5.0 x 10^-2 टोर से नीचे नहीं पढ़ता। फिर लोड लॉक पंप को स्विच ऑफ करें और लोड लॉक गेट को खोलें (प्रेशर 7 मीटर से ऊपर स्पाइक नहीं होना चाहिए)। स्तर के दबाव के लिए प्रतीक्षा करें और मैन्युअल रूप से स्थानांतरण हाथ डालें जैसे कि नमूना बंद कैथोड के ऊपर बैठता है।
6. एक टाइमर पर वांछित बयान समय निर्धारित करें और शटर मैन्युअल रूप से खोला जा रहा है के रूप में समय शुरू करते हैं । टाइमर बंद होते ही तुरंत शटर बंद कर दें।
7. मैन्युअल रूप से स्थानांतरण हाथ को पूरी तरह से वापस लेना और लोड लॉक गेट बंद करें।
8. 2.2.2-2.2.5 के बाद के चरणों को हटा दें या विनिमय करें।
9. MgZnO बयान दर प्राप्त करने के लिए, एक कपास इत्तला दे दी एप्लिकेटर मेथनॉल में डूबा के साथ गवाह नमूने से स्थाई मार्कर हटा दें । एक प्रोग्लोमीटर¹⁷ का उपयोग कर मोटाई को मापने और वांछित MgZnO मोटाई के लिए बाद में बयान समय निर्धारित (इस काम में प्रस्तुत नमूनों के लिए १०० एनएम) ।
10. वांछित है के रूप में कई नमूनों के लिए बयान दोहराएं।
  नोट: MgZnO बयान के बाद, नमूनों को कुछ समय के लिए संग्रहीत किया जा सकता है। ऑक्सीकरण के जोखिम पर, यह सिफारिश की जाती है कि उन्हें सर्वोत्तम परिणामों के लिए 1 सप्ताह से अधिक समय तक वैक्यूम के तहत एक डिसिकाटर में संग्रहीत किया जाए।

3. क्लोज-स्पेस उदात्तजमा जमाव और अवशोषक परतों का उपचार

सीएसएस सिस्टम स्टार्ट-अप
1. सुनिश्चित करें कि 1) सिस्टम वैक्यूम के तहत है, 2) मैकेनिकल और प्रसार पंप चालू हैं, 3) लोड लॉक गेट वाल्व कक्ष के लिए खुला है, और 4) दबाव 40 मीटर तक सेट है।
2. मैन्युअल रूप से गैस प्रवाह वाल्व (98% एन₂ और 2% ओ₂₎खोलें और कंप्यूटर सॉफ्टवेयर पर "गैस सक्षम" का चयन करें। दबाव 40 मीटर के आसपास स्थिर होना चाहिए।
3. आरजीए वाल्व खोलकर और सॉफ्टवेयर प्रोग्राम से कनेक्ट करके अवशिष्ट गैस एनालाइजर (आरजीए) चालू करें। यह सिस्टम में पानी, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन के स्तर को ट्रैक करने के लिए आवश्यक है। ये स्तर आमतौर पर क्रमशः 4.5 x 10^-9,2.5 x 10^-8,2.3 x 10-6 और प्रत्येक के लिए 8.0 x 10^-10 टोर के आसपास होते हैं।
4. कंप्यूटर प्रोग्राम में ऑपरेटिंग तापमान तक सीएसएस सिस्टम टॉप और बॉटम सोर्स लाएं। शीर्ष स्रोत तापमान प्रीहीट के लिए 620 डिग्री सेल्सियस, सीडीटीई के लिए 360 डिग्री सेल्सियस, सीडीएसई₂₀टी₈₀के लिए 420 डिग्री सेल्सियस, सीडीसीएल₂के लिए 387 डिग्री सेल्सियस, एनील के लिए 400 डिग्री सेल्सियस और बेकऑफ के लिए 620 डिग्री सेल्सियस तक निर्धारित है। बॉटम सोर्स तापमान प्रीहीट के लिए 620 डिग्री सेल्सियस, सीडीटीई के लिए 555 डिग्री सेल्सियस, सीडीएसई₂₀टी₈₀के लिए 545 डिग्री सेल्सियस, सीडीसीएल₂के लिए 439 डिग्री सेल्सियस, एनील के लिए 400 डिग्री सेल्सियस और बेकऑफ के लिए 620 डिग्री सेल्सियस तक निर्धारित है। ये तापमान अंतर नीचे से शीर्ष स्रोतों तक उदात्तीकरण को बढ़ावा देते हैं जैसे कि सामग्री स्रोतों के बीच में स्थित नमूने पर सबलीमेट्स।
5. जब स्रोत ऑपरेटिंग तापमान तक पहुंच गए हैं, तो बेकऑफ नुस्खा के माध्यम से नमूना धारक चलाएं: सॉफ्टवेयर में, नुस्खा सूची में "Bakeoff" का चयन करें और "भागो" पर क्लिक करें। यह स्वचालित रूप से स्थानांतरण हाथ को स्थानांतरित कर देगा जैसे कि नमूना धारक 480 एस के लिए बेकऑफ स्रोत में रहता है। यह नमूना धारक को तपता है और किसी भी अतिरिक्त सामग्री को बेक करता है।
6. स्थानांतरण हाथ के बाद स्वचालित रूप से नमूना धारक घर की स्थिति में वापस ले लेता है और गेट वाल्व बंद कर देता है, यूएचपी नाइट्रोजन वेंट वाल्व खोलकर लोड लॉक वेंट। जब निकाल दिया, लोड लॉक दरवाजा खोलें और वेंट वाल्व बंद कर दें।
अवशोषकों के सीएसएस बयान और पासिवेशन उपचार
1. एक हाथ में हवा ब्लोअर का प्रयोग धीरे से स्वच्छ MgZnO/TCO-लेपित सब्सट्रेट से किसी भी धूल कणों को दूर करने के लिए और नमूना धारक (MgZnO पक्ष नीचे) पर सब्सट्रेट लोड ।
2. लोड लॉक का दरवाजा बंद करें और लोड लॉक रूइंग स्विच को चालू करके लोड लॉक को पंप करें।
3. नीचे पंप करते समय, कंप्यूटर प्रोग्राम में सीएसएस बयान के लिए वांछित नुस्खा इनपुट। सीडीटीई और सीडीएसईई/सीडीटीई संरचनाओं को तैयार करने के लिए इस्तेमाल किए जाने वाले व्यंजन इस स्तर पर अलग-अलग हैं और इस प्रकार हैं।
4. सीडीटी ईश सैंपल के लिए (सीडीटीई जमाव दर के निर्धारण के लिए; सीडीटीई और सीडीएसईई/सीडीटीई डिवाइस निर्माण दोनों के लिए आवश्यक), उपयोग करें:
  110 एस प्रीहीट स्रोत में (यह ग्लास को ~ 480 डिग्री सेल्सियस तक उठाता है जैसे कि सीडीटी सब्सट्रेट पर ठीक से सबलीमेट करेगा);
  सीडीटी स्रोत में 110 एस (यह सब्सट्रेट पर सीडीटी को सबलमेट करता है);
  सीडीसीएल₂ स्रोत में 180 एस [सीडीसीएल₂ बयान अच्छे सीडीटी डिवाइस प्रदर्शन के लिए आवश्यक है (यह दिखाया गया है कि यह अनाज की सीमाओं और झूलने वाले बांड को नियंत्रित करता है और पॉलीक्रिस्टलाइन सीडीटी ईबरर^12,^13,^14,^15,¹⁶⁾में अनाज वृद्धि और संरेखण को बढ़ावा देता है]
  240 एस एनील स्रोत में (यह सीडीसीएल₂ को अवशोषक सामग्री में चलाता है); और
  300 एस कूलिंग सोर्स में (यह नमूना अनलोडिंग के लिए ठंडा करने की अनुमति देता है)।
5. एक रेजर ब्लेड का उपयोग करना, सब्सट्रेट से सीडीटी सामग्री का एक छोटा सा क्षेत्र मुंशी और बयान दर¹⁷निर्धारित करने के लिए एक सतह प्रोविलोमीटर का उपयोग कर CdTe फिल्म मोटाई को मापने ।
6. CdSeTe गवाह नमूना के लिए (CdSeTe बयान दर के निर्धारण के लिए; केवल CdSeTe/CdTe डिवाइस निर्माण के लिए आवश्यक), उपयोग करें:
  140 एस प्रीहीट स्रोत में (यह ग्लास को ~ 540 डिग्री सेल्सियस तक उठाता है जैसे कि सीडीएसईई सब्सट्रेट पर ठीक से सब्सट्रेट पर सबलीमेट होगा);
  CdSeTe स्रोत में 300 s (यह सब्सट्रेट पर CdSeTe सब्सट्रेट पर) । और
  300 एस कूलिंग सोर्स में।
7. एक रेजर ब्लेड का उपयोग करना, सब्सट्रेट से सीडीएसईई सामग्री का एक छोटा सा क्षेत्र मुंशी और जमाव दर¹⁷निर्धारित करने के लिए सतह प्रोविलोमीटर का उपयोग करसीडीएसईईटी फिल्म मोटाई को^{मापने।}
8. पतली एकल अवशोषक (सीडीटी नमूना) के लिए, उपयोग करें:
  110 एस में प्रीहीट स्रोत;
  सीडीटी स्रोत में xx s [निवास समय सीडीटीई जमाव दर और वांछित मोटाई पर निर्भर करता है (1.5 माइक्रोन एकल सीडीटी अवशोषक के लिए यहां उपयोग किया जाता है, निवास समय 60 एस है)];
  सीडीसीएल₂ स्रोत में 150 एस [सीडीसीएल₂ उपचार अवशोषक मोटाई पर निर्भर है; इसलिए, उपचार की स्थिति को अनुकूलित करने के लिए प्रयोग किए जाने चाहिए (सूचीबद्ध निवास समय पतली, 1.5 माइक्रोएम अवशोषक¹⁸के लिए अनुकूलित होते हैं)];
  240 एस एनील स्रोत में; और
  300 एस कूलिंग सोर्स में।
9. पतली बाइलेयर अवशोषक (CdSeTe/CdTe नमूना) के लिए, उपयोग करें:
  140 एस प्रीहीट सोर्स में;
  CdSeTe स्रोत में xx s [फिर से, निवास समय CdSeTe बयान दर और वांछित मोटाई पर निर्भर करता है (0.5 माइक्रोन सीडीएसईई परत के लिए यहां उपयोग किया जाता है, निवास समय 231 एस है)];
  सीडीटी स्रोत में xx s [निवास समय वांछित सीडीटी मोटाई और डिपोजिशन दर पर निर्भर करता है जो सीडीटी गवाह नमूने की मापा गई मोटाई से गणना की जाती है (1.5 माइक्रोन बाइलेयर सीडीएसईई/सीडीटी अवशोषक के लिए यहां उपयोग किया जाता है, निवास समय 1.0 माइक्रोन सीडीटी परत के लिए 50 एस है)])
  सीडीसीएल₂ स्रोत में 150 एस;
  240 एस एनील स्रोत में; और
  300 एस कूलिंग सोर्स में।
10. जब लोड लॉक प्रेशर सॉफ्टवेयर का उपयोग करके कंप्यूटर सॉफ्टवेयर में 40 मीटर से नीचे पढ़ता है, तो लोड लॉक गेट वाल्व खोलें और "स्टार्ट" का चयन करें। कार्यक्रम स्वचालित रूप से चयनित नुस्खा चलाता है और ठंडा कदम¹⁰को पूरा करने पर घर की स्थिति में वापस आ जाएगा ।
11. पूर्ण जमाव पूरी तरह से खोलने के बाद लोड लॉक वेंट वाल्व, वातावरण के लिए वेंट, और अंतिम सब्सट्रेट शीतलन के लिए लोड लॉक दरवाजा खोलें। ~ 60 एस के बाद, सब्सट्रेट को लिंट-मुक्त कपड़े के साथ नमूना धारक से हटाने के लिए पर्याप्त ठंडा होना चाहिए।
12. एक बार नमूना हटा दिया जाता है, लोड लॉक दरवाजा बंद करो, खुरदरे स्विच पर मोड़ द्वारा लोड लॉक नीचे पंप, और bakeoff नुस्खा चलाने के लिए कदम ३.१.५ का पालन करें । नमूना धारक को साफ करने के लिए प्रत्येक नमूना जमाव के बीच एक बेकऑफ चलाया जाना चाहिए।
13. प्रोसेस्ड सैंपल में सीडीसीएल₂ ट्रीटमेंट से फिल्म पर सफेद धुंधली परत होनी चाहिए। धुंध के पैटर्न को नोट करने के लिए फिल्म की तस्वीर लें। यदि सीडीसीएल₂ उपचार से कम या कोई दिखाई देने वाली सामग्री नहीं है, तो इस उपचार को अनुकूलन की आवश्यकता होती है।
14. अतिरिक्त सीडीसीएल₂ सामग्री को डीआई पानी का उपयोग करके स्नातक बीकर में फिल्म से बाहर कर दें और फिल्म को संकुचित आर्गन के साथ सुखा लें।
  सावधानी: यह सीडीसीएल₂ कुल्ला एक निहित बाड़े में किया जाना चाहिए। पूरा होने पर, उचितखतरनाक अपशिष्ट कंटेनर में सीडीसीएल 2/डीआई पानी मिश्रण का निपटान करें।
  नोट: सीएसएस बयान के बाद, नमूनों को कुछ समय के लिए संग्रहीत किया जा सकता है, लेकिन यह सिफारिश की जाती है कि उन्हें सर्वोत्तम परिणामों के लिए 1 सप्ताह से अधिक समय तक वैक्यूम के तहत एक डिसिकाटर में संग्रहीत किया जाए। स्वचालित इन-लाइन सीएसएस जमाव प्रणाली का एक योजनाबद्ध चित्रा चित्रा 2में दिखाया गया है।

4. क्लोज-स्पेस उदात्तीकरण तांबा उपचार

सीएसएस सिस्टम स्टार्ट-अप
1. सुनिश्चित करें कि यांत्रिक और प्रसार पंप चालू हैं।
2. प्रक्रिया गैस वाल्व खोलें और मैन्युअल रूप से गैस प्रवाह नियंत्रण घुंडी को समायोजित करें जब तक कि दबाव गेज पर 40 मीटर ऑपरेटिंग दबाव प्रदर्शित न हो जाए।
3. आनुपातिक-अभिन्न-व्युत्पन्न (पीआईडी) नियंत्रकों का उपयोग करके सीएसएस स्रोतों को मैन्युअल रूप से सेट और चालू करें। इस प्रयोग में उपयोग किया जाने वाले शीर्ष स्रोत तापमान प्रीहीट स्रोत के लिए 330 डिग्री सेल्सियस, क्यूसीएल स्रोत के लिए 170 डिग्री सेल्सियस और एनील स्रोत के लिए 200 डिग्री सेल्सियस हैं। नीचे स्रोत तापमान प्रीहीट स्रोत के लिए 330 डिग्री सेल्सियस, क्यूसीएल स्रोत के लिए 190 डिग्री सेल्सियस और एनील स्रोत के लिए 200 डिग्री सेल्सियस है।
4. स्विच प्रसार पंप वाल्व खोलें और मैन्युअल रूप से लोड लॉक गेट वाल्व बंद करें।
अवशोषक संरचनाओं पर क्यूसीएल उपचार
1. जब स्रोत ऑपरेटिंग तापमान तक पहुंच गए हैं, तो नमूना धारक पर लोड किया जा सकता है:
  1. लोड लॉक दरवाजे के लिए घुंडी ढीला।
  2. यूएचपी नाइट्रोजन वेंट वाल्व के एक चौथाई मोड़ के साथ लोड लॉक वेंट करें।
  3. लोड लॉक दरवाजा खोलें और नमूने से किसी भी धूल कणों को धीरे-धीरे हटाने के लिए हैंडहेल्ड एयर ब्लोअर का उपयोग करें। नमूना फिल्म पक्ष को रबर-इत्तला देने वाले चिमटी की एक जोड़ी का उपयोग करके नमूना धारक पर नीचे रखें, जमाव क्षेत्र से बचने के लिए किनारे पर नमूना पकड़े।
  4. वेंट वाल्व बंद करें और लोड लॉक दरवाजे को बंद करें और कस लें।
  5. लोड लॉक पंप को मैन्युअल रूप से खोलें और क्रॉसओवर प्रेशर (40 मीटर) के नीचे लोड लॉक पंप को जाने दें।
2. जब क्रॉसओवर प्रेशर प्राप्त हो जाए तो मैन्युअल रूप से लोड लॉक पंप बंद कर दें और लोड लॉक गेट वाल्व को मैन्युअल रूप से खोल ें।
3. मैन्युअल रूप से स्थानांतरण हाथ को पूर्वगरम, क्यूसीएल और एनियल पदों में क्रमिक रूप से स्थानांतरित करें। प्रत्येक स्थिति में निवास समय के लिए एक टाइमर का उपयोग किया जाता है। वर्णित नमूनों के लिए, निवास समय क्रमशः प्रीहीट, क्यूसीएल और एनियल स्रोतों के लिए 75 एस, 5 एस और 250 एस हैं।
4. एनीलिंग स्टेप के बाद मैन्युअल रूप से ट्रांसफर आर्म को घर की स्थिति में वापस लाएं और लोड लॉक गेट वाल्व को बंद कर दें।
5. नमूनों का आदान-प्रदान करने के लिए चरण 4.2.1 का पालन करें।
  नोट: पिछले नमूने को अनलोड करते समय, यह अभी भी गर्म होने की संभावना है। रबर इत्तला दे दी चिमटी की एक जोड़ी के साथ नमूना निकालें और यह एक धातु ब्लॉक पर शांत (फिल्म की ओर) चलो । सीयू उपचार के बाद, नमूनों को कुछ समय के लिए संग्रहीत किया जा सकता है, लेकिन यह सिफारिश की जाती है कि उन्हें सर्वोत्तम परिणामों के लिए 1 सप्ताह से अधिक समय तक वैक्यूम के तहत एक डिसिकाटर में संग्रहीत किया जाए।

5. पतले टेल्यूरियम का वाष्पीकरण जमाव

वाष्पीकरण प्रणाली पर स्विच का उपयोग करके यांत्रिक पंप, फोरलाइन वाल्व और प्रसार पंप चालू करें। प्रसार पंप को 20 मिन के लिए गर्म करने की अनुमति दें।
वेंट और नाइट्रोजन वेंट वाल्व खोलने और वाष्पीकरण कक्ष उठाने के द्वारा कक्ष खोलें। ते को एल्यूमिना-लेपित मोलिब्डेनम नाव में लोड करें। सामग्री लोड होने के बाद वाष्पीकरण कक्ष को वापस जगह में ले जाएं।
क्वार्ट्ज क्रिस्टल मॉनिटर (क्यूसीएम) पैनल (घनत्व = 6.25 ग्राम/सेमी³ और ध्वनिक बाधा = 9.81 ग्राम/सेमी²एस) में एल्यूमिना-लेपित मोलिब्डेनम नाव से ते बयान के लिए उचित सेटिंग्स दर्ज करें।
नमूना धारक तक पहुंचने के लिए कक्ष शीर्ष खोलें। नमूने से किसी भी धूल कणों को धीरे से हटाने के लिए एक हाथ में हवा ब्लोअर का प्रयोग करें। नमूना फिल्म पक्ष को नमूना धारक पर लोड करें और कक्ष शीर्ष को बंद करें।
मैन्युअल रूप से लीवर को खुरदरा स्थिति में ले जाएं; दोनों खुरदरा और कक्ष दबाव readouts ड्रॉप करने के लिए शुरू कर देना चाहिए । दबाव को 10 मीटर से नीचे छोड़ने की अनुमति दें।
फोरलाइन वाल्व को फोरलाइन स्थिति में वापस घुमाें। हल होने के लिए दबाव में किसी भी क्षणिक स्पाइक के लिए ~ 30 एस रुको, फिर उच्च वैक्यूम वाल्व खोलें। जब चैंबर दबाव पाठक बाहर आधारित है, १.० x^10-5 टोर के उचित बयान दबाव तक पहुंच गया है ।
पावर स्विच चालू करें, शटर खोलें, और बयान शुरू करने के लिए वर्तमान नियंत्रण को चालू करें। इष्टतम वर्तमान ऑपरेटिंग रेंज 90-100 एसी एम्परेस है जैसे कि जमाव दर ~ 5-10 Å/s हो जाएगा। QCM readout पर प्रदर्शित बयान दर, तेजी से बदल सकते हैं; इसलिए, वर्तमान को 5-10 Å/s के बीच दर बनाए रखने के लिए बयान के दौरान लगातार समायोजित किया जाना चाहिए ।
जब क्यूसीएम वांछित ते मोटाई (यहां उपयोग किए जाने वाले नमूनों के लिए 40 एनएम) प्रदर्शित करता है, तो जल्दी और समवर्ती रूप से वर्तमान को शून्य पर मोड़ दें, पावर स्विच बंद करें, और शटर बंद करें।
उच्च वैक्यूम वाल्व बंद करें, नाइट्रोजन वेंट वाल्व खोलें, और नमूना धारक से नमूना हटा दें। अतिरिक्त नमूनों पर बयान के लिए चरण 5.4-5.8 दोहराएं।
नोट: ते बयान के बाद, नमूनों को कुछ समय के लिए संग्रहीत किया जा सकता है, लेकिन यह सिफारिश की जाती है कि उन्हें सर्वोत्तम परिणामों के लिए 1 सप्ताह से अधिक समय तक वैक्यूम के तहत एक डिसिकेटर में संग्रहीत किया जाए।

6. निकल वापस संपर्क आवेदन

सावधानी: नी पेंट और मिथाइल एथिल कीटोन (एमईके) से धुएं के कारण, हमेशा इस प्रक्रिया के दौरान साइकिल हवा के लिए एक ओवरहेड प्रशंसक चलाते हैं।

एक ऊर्ध्वाधर बढ़ते शेल्फ पर नमूने (फिल्म की ओर आगे का सामना करना पड़) माउंट ।
सुनिश्चित करें कि नी एप्लीकेटर बंदूक भर में साफ है। यदि नहीं, तो MEK के साथ साफ करें।
पीठ संपर्क एक 2:1 अनुपात पर चालक नी पेंट और पतले का मिश्रण है। पेंट लगाने से पहले, पूर्ण मिश्रण सुनिश्चित करने के लिए बैक-संपर्क समाधान को हिलाएं।
एप्लिकेटर गन में नी बैक कॉन्टैक्ट सॉल्यूशन डालें और अटैच एयर कंप्रेसर नली चालू करें। यह सुनिश्चित करने के लिए एक परीक्षण टुकड़ा (यानी, कार्डबोर्ड) स्प्रे करें कि पेंट समान रूप से लागू होता है। यदि यह एक समान है, तो धीमी पार्श्व गति के साथ निर्धारित नमूने में समाधान का छिड़काव करके नमूनों के लिए वापस संपर्क लागू करें। वापस संपर्क थोड़ा सूखी और के रूप में कई बार लागू करने के रूप में पूरा कवरेज के लिए आवश्यक है (आम तौर पर, पांच गुजरता अच्छी तरह से काम करता है) की अनुमति दें ।
नोट: नी समाधान सूखी और एप्लिकेटर बंदूक रोकना कर सकते हैं; इसलिए, बैक-कॉन्टैक्ट एप्लिकेशन के दौरान डी-क्लोजिंग प्रक्रिया से बचने के लिए, स्प्रे सेट के बीच 60 से अधिक नहीं इंतजार करना महत्वपूर्ण है।
एयर कंप्रेसर बंद करें और कम से कम 1 घंटे के लिए नमूनों पर सूखने के लिए वापस संपर्क की अनुमति दें।

7. 25 छोटे क्षेत्र के उपकरणों में चित्रण

नोट: विद्युत संपर्क सक्षम उपकरणों में पतली फिल्म संरचना को खत्म करने के लिए, फिल्म स्टैक को छोटे क्षेत्र के उपकरणों में चित्रित किया जाना चाहिए जैसे कि टीसीओ फ्रंट संपर्क और नी बैक संपर्क विद्युत रूप से सुलभ हैं। यह अर्धचालक के यांत्रिक हटाने के साथ एक धातु मास्क का उपयोग करके किया जाता है।

धातु मुखौटा में एक नमूना रखें।
नकाबपोश नमूने को ग्लोवबॉक्स में रखें और साइफन नली का उपयोग करके, नमूने के नकाब वाले भागों में ग्लास, बीकेड मीडिया लागू करें। उचित सामग्री हटाने प्राप्त किया जाता है जब मुखौटा खिड़कियां लगभग पारदर्शी हो जाती हैं।
इस प्रक्रिया को दूसरे मास्क के साथ दोहराएं कि चित्रण पूरा करने पर, 25 छोटे क्षेत्र वर्ग उपकरण नमूने पर 5 x 5 पैटर्न में दिखाई देते हैं। पूरा क्षेत्र ~ 0.6 सेमी²हैं।
डीआई पानी में डूबा कपास इत्तला देने वाले एप्लिकेटर के साथ नमूनों की फिल्म साइड को साफ करें ।
तैयार उपकरणों के विद्युत माप में पार्श्व प्रतिरोध को कम करने के लिए, एक इंडियम मिलाप के साथ उपकरणों के बीच एक ग्रिड पैटर्न मिलाप ।
नोट: पूरा डिवाइस संरचनाओं क्रमशः CdTe और CdSeTe/CdTe अवशोषक उपकरणों के लिए चित्रा 1A और चित्रा 1B में दिया जाता है ।

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Representative Results

एक पतली सीडीटी ईबरर के लिए CdSeTe के अलावा बेहतर अवशोषक सामग्री की गुणवत्ता और उच्च शॉर्ट सर्किट वर्तमान घनत्व (जे_{अनुसूचित जाति)}के माध्यम से डिवाइस दक्षता में सुधार । चित्रा 3A और चित्रा 3B,(बॉथवेल एट अल⁸से अनुकूलित) एकल सीडीटी अब्जॉर्बर और सीडीएसईई/सीडीटी बीलेयर अवशोषक उपकरणों के लिए क्रमशः पीएल और टीआरपीएल दिखाते हैं । पीएल और टीआरपीएल दोनों माप स्पष्ट रूप से CdSeTe/CdTe bilayer अवशोषक के साथ बेहतर फोटोल्यूमिनेसेंस दिखाते हैं । पीएल तीव्रता छह के कारक से बेहतर होती है, और टीआरपीएल पूंछ जीवनकाल, क्षय के धीमे हिस्से के लिए एक घातीय के साथ फिट होता है, बाइलेयर संरचना के लिए 12.6 ± 0.1 एनएस है (मोनोलेयर संरचना के लिए 1.6 ± 0.02 एनएस की तुलना में), जो बेहतर सीडीएसईई सामग्री गुणवत्ता को इंगित करता है। पीएल माप भी CdSeTe परत के सफल समावेश की पुष्टि करता है। पीक पीएल तीव्रता में बदलाव, जो 1.50 से 1.42 ईवी तक अवशोषक बैंड गैप से मेल खाता है, इस बात की पुष्टि करता है कि लोअर बैंड गैप सीडीएसईई सामग्री अवशोषक परत में ऑपरेटिव है।

बाइलेयर अवशोषक में उच्च जे_एससी को क्रमशः चित्र4 और चित्रा 5में दिखाए गए वर्तमान घनत्व-वोल्टेज (जे-वी) और क्वांटम दक्षता (क्यूई) माप द्वारा प्रदर्शित किया जाता है। आंकड़ा 4 में दिखाया वर्तमान घनत्व धुरी के साथ प्रकाश जे-वी घटता में बदलाव जम्मू_{अनुसूचित जाति} में २४.० एमए/सेमी² से २५.५ एमए/सेमी² के लिए क्रमशः सबसे अच्छा प्रदर्शन सीडीटी ईऔर CdSeTe/CdTe उपकरणों के लिए परिवर्तन से मेल खाती है ।

सीडीटीई और सीडीएसईई/सीडीटी उपकरणों(चित्रा 5A और चित्रा 5B,क्रमशः) के QE माप लंबी तरंगदैर्ध्य रेंज में bilayer डिवाइस के अतिरिक्त फोटॉन रूपांतरण दिखाने के लिए और उस डिवाइस के लिए जे_{अनुसूचित जाति}में वृद्धि की पुष्टि । जे_{अनुसूचित जाति} मूल्यों, तरंग दैर्ध्य रेंज¹⁹ पर QE डेटा को एकीकृत करके निर्धारित २४.६ एमए/CdTe डिवाइस के लिए सेमी² और CdSeTe/CdTe डिवाइस के लिए २५.९ एमए/सेमी² हैं । 0.5 माइक्रोन सीडीएसईई फिल्म पर मापा गया ऑप्टिकल ट्रांसमिशन डेटा को नियोजित करते हुए, बाइलेयर डिवाइस के लिए क्यूई डेटा को सीडीएसईई और सीडीटी ईलेयर्स⁸में एकत्र वर्तमान में अलग किया जाता है। यह प्रमुख भूमिका CdSeTe अवशोषण में खेलता है पर प्रकाश डाला गया । सीडीएसईई परत में एकत्र वर्तमान घनत्व सीडीटी परत में 3.0 एमए/सेमी² की तुलना में 22.9 एमए/सेमी² है, जैसे कि सीडीएसईई बीलेयर अवशोषक में वर्तमान संग्रह का ~ 90% है।

एक बाइलेयर अवशोषक की प्रभावशीलता निर्माण प्रक्रिया के अनुकूलन पर निर्भर करती है। चित्रा 6 में प्रबुद्ध जे-वी डेटा CdSeTe अनुकूलन के महत्व को प्रदर्शित करता है: CdTe मोटाई अनुपात: डेटा गैर इष्टतम १.२५-μm CdSeTe/०.२५-μm CdTe डिवाइस में एक महत्वपूर्ण गुत्थी दिखाते हैं । वापस बाधा प्रभाव के कारण होने वाली गुत्थी, डिवाइस दक्षता में उल्लेखनीय कमी उत्पन्न करती है 11.0%। अनुकूलित सीडीसीएल₂ पासिवेशन भी अच्छे डिवाइस प्रदर्शन के लिए महत्वपूर्ण है। पतले सीडीटी डिवाइस सीडीसीएल₂ जमाव समय¹⁸पर संवेदनशील निर्भरता प्रदर्शित करते हैं, और कोई सीडीसीएल₂ पासिवेशन के साथ, डिवाइस क्षमता ~ 2%¹¹तक गिर सकती है। यद्यपि लेखकों ने सीडीसीएल₂ पासिवेशन और सीडीएसईई ईँस पाया है: सीडीटी ईट अनुपात सबसे महत्वपूर्ण प्रक्रिया स्थितियों में से एक है, सभी निर्माण चरणों और मापदंडों का अनुकूलन आवश्यक है।

चित्रा 1: पूर्ण सीडीटी-आधारित फोटोवोल्टिक उपकरणों की डिवाइस संरचना। (A)बाइलेयर संरचना की तुलना के संदर्भ के रूप में 1.5 माइक्रोन सीडीटीई अवशोषक डिवाइस संरचना का उपयोग किया गया था। (ख)फोटोवोल्टिक दक्षता में सुधार के लिए 0.5 माइक्रोन सीडीएसईई/1.0 माइक्रोन सीडीटी डिवाइस संरचना बनाई गई थी। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

चित्रा 2: स्वचालित इन-लाइन वैक्यूम क्लोज-स्पेस उदात्तीकरण जमाव प्रणाली। दिखाया गया नमूना धारक, लोड लॉक, वैक्यूम बाड़े और व्यक्तिगत स्रोतों के विन्यास विवरण प्रदान करने वाला 2डी योजनाबद्ध है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

चित्रा 3: CdTe और CdSeTe/CdTe उपकरणों की फोटोल्यूमिनेसेंस तुलना । (A)पीक पीएल तीव्रता CdSeTe के समावेश के साथ 6 गुना बढ़ जाती है, और पीक स्थिति एक कम बैंड अंतर करने के लिए बदलाव, CdSeTe के सफल समावेश का संकेत है । (ख)टीआरपीएल पूंछ जीवनकाल, क्षय के धीमे हिस्से के लिए एक घातीय के साथ फिट, सीडीटीई डिवाइस की तुलना में CdSeTe/CdTe डिवाइस के लिए विशेष रूप से लंबा है, जो CdSeTe परत के बेहतर भौतिक गुणों को इंगित करता है । यह आंकड़ा बॉथवेल एट अल से रीप्रिंट किया गया है।⁸इस आंकड़े का बड़ा वर्जन देखने के लिए यहां क्लिक करें।

चित्रा 4: सीडीटीई और सीडीएसईई/सीडीटीई उपकरणों की जे-वी तुलना । रोशनी के तहत जे-वी डेटा जे_{अनुसूचित जाति}में वृद्धि दिखाते हैं, जो शून्य वोल्टेज बिंदु पर मापा जाता है, सीडीटीई और सीडीएसईई/सीडीटीई उपकरणों के लिए क्रमशः २४.० एमए/सेमी² से २५.५ एमए/सेमी² तक । तुलना के लिए डार्क जे-वी डेटा भी दिखाया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

चित्रा 5: सीडीटीई और सीडीएसईई/सीडीटी उपकरणों की QE तुलना । (ए)सीडीटी डिवाइस और (बी) CdSeTe/CdTe डिवाइस के QE डेटा जे_{अनुसूचित जाति} में २४.६ एमए/सेमी² से २५.९ एमए/सेमी^2,के रूप में तरंग दैर्ध्य रेंज पर QE डेटा को एकीकृत करके निर्धारित से वृद्धि दिखा । 0.5 माइक्रोन सीडीएसईई फिल्म पर ट्रांसमिशन माप का उपयोग सीडीटीई और सीडीएसई ईसिंगों में एकत्र वर्तमान में क्यूई सिग्नल इन (बी) को अलग करने के लिए किया गया था: सीडीएसईई परत 1.5 माइक्रोन बाइलेयर डिवाइस में वर्तमान संग्रह का ~ 90% है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

चित्रा 6: अनुकूलित और गैर-अनुकूलित सीडीएसईई/सीडीटीई उपकरणों की जे-वी तुलना। एक गैर अनुकूलित CdSeTe के साथ एक CdSeTe/CdTe डिवाइस की रोशनी के तहत J-V डेटा: CdTe मोटाई अनुपात वक्र में एक गुत्थी और डिवाइस दक्षता में कमी दिखाते हैं, जो CdSeTe अनुकूलन के महत्व पर जोर देता है: CdTe मोटाई अनुपात । तुलना के लिए डार्क जे-वी डेटा भी दिखाया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

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Discussion

पतली बाइलेयर सीडीएसईई/सीडीटी फोटोवोल्टिक डिवाइस बेहतर सामग्री की गुणवत्ता और वर्तमान संग्रह में वृद्धि के कारण अपने सीडीटी समकक्षों की तुलना में दक्षता में सुधार प्रदर्शित करते हैं । इस तरह की बढ़ी हुई क्षमता 3 μm^5,⁷से अधिक bilayer अवशोषक में प्रदर्शित किया गया^है,और अब अनुकूलित निर्माण की स्थिति के साथ, यह प्रदर्शित किया गया है कि बढ़ी हुई क्षमता भी पतले, १.५-μm bilayer अवशोषक के लिए प्राप्त कर रहे हैं ।

पतले बाइलेयर अवशोषक ों के लिए निर्माण प्रक्रिया का अनुकूलन तीन मुख्य संशोधनों में निहित है: सब्सट्रेट प्रीहीट तापमान, सीडीएसईई: सीडीटीई मोटाई अनुपात, और सीडीसीएल₂ पासिवेशन। उचित सीडीएसईई उदात्तीकरण के लिए, सब्सट्रेट का प्रीहीट तापमान सीडीटीई उदात्तीकरण के लिए ~ 480 डिग्री सेल्सियस की तुलना में ~ 540 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए, जो प्रीहीट स्रोत में सब्सट्रेट निवास समय को अलग करके पूरा किया जाता है। अच्छा खुला सर्किट वोल्टेज (वी_ओसी)को बनाए रखते हुए डिवाइस में संपर्क बाधाओं को रोकने के लिए, यह पाया गया कि 0.5 μm CdSeTe/1.0 μm CdTe पतली bilayer उपकरणों में इष्टतम अनुपात है, के रूप में चित्रा 6में प्रदर्शन किया । सीडीसीएल₂ बाइलेयर अब्जॉर्बर का उपचार, अनाज की सीमाओं के पारितहोने और अनाज वृद्धि और संरेखण को बढ़ावा देने के लिए आवश्यक^12,^13,^14,¹⁵^,^16,पतले अवशोषक¹⁸में विशेष रूप से संवेदनशील हो सकता है । यह निर्धारित किया गया था कि एक बहुत कम आक्रामक सीडीसीएल₂ उपचार, जिसमें स्रोत तापमान और निवास दोनों शामिल हैं, को मोटी बाइलेयर अवशोषक⁵की तुलना में पतले बाइलेयर अवशोषक¹⁸ को ठीक से पासिवेट करने की आवश्यकता थी।

सीएसएस स्वचालित इन-लाइन वैक्यूम सिस्टम और मल्टी-लेयर, मल्टी-स्टेप फैब्रिकेशन प्रक्रिया पूरे डिवाइस संरचना में संशोधनों का अवसर प्रदान करती है। इस अध्ययन में सीडीएसई₂₀टी_{ई 80}स्रोत से जमा की गई सीडीएसई ईट परत, सीडीएसई और सीडीटीई स्रोतों से सह-उदात्तीकरण द्वारा भी जमा की जा सकती है। कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी में कुछ प्रारंभिक कार्य किए गए हैं जिनमें सीमित सफलता²⁰के साथ सीडीएसईई के सह-उदात्त जमाव को शामिल किया गया है । सीडीएसईई/सीडीटीई इंटरफेस को सीडीएसईटी और सीडीटीई परतों के इंटरडिफ्यूजन को नियंत्रित करके भी समायोजित किया जा सकता है।

प्रस्तुत पतले बाइलेयर उपकरणों में कोई उद्देश्यपूर्ण इंटरडिफ्यूजन नहीं है; हालांकि, परतों के इंटरडिफ्यूजन को मोटा बाइलेयर में बढ़ावा दिया जाता है और एक थर्मल रूप से संचालित इंटरडिफ्यूजन प्रक्रिया⁵के लिए सीडीसीएल₂ जमाव के बाद एनियल समय बढ़ाकर पूरा किया जाता है। इंटरडिफ्यूजन की सीमा का नियंत्रण बाइलेयर अवशोषक के कुछ बैंड गैप इंजीनियरिंग के लिए अनुमति देता है और इसका उपयोग फोटॉन अवशोषण प्रोफाइल और पूर्ण उपकरणों में वर्तमान संग्रह को समायोजित करने के लिए किया जा सकता है। विभिन्न डोपैंट, जैसे ग्रुप-वी डोपैंट^6,^21,^22,ऐतिहासिक रूप से उपयोग किए जाने वाले क्यू डोपंत को बदलने के लिए भी शामिल किया जा सकता है। ग्रुप-वी डोपिंग 1.0E17 सेमी^-3के उच्च प्राप्त अवशोषित डोपिंग स्तर प्रदान करता है, दीर्घकालिक स्थिरता⁶को दर्शाता है, और उदात्तीकरण के लिए एक doped स्रोत सामग्री का उपयोग करके सीएसएस-जमाव प्रक्रिया में मूल रूप से शामिल किया जा सकता है (वर्तमान में कोलोराडो स्टेट यूनिवर्सिटी में सहयोगियों द्वारा तलाशा जा रहा है)^23,²⁴। यदि वांछित हो तो पतली फिल्म संरचना में अतिरिक्त परतों को बड़े या छोटे तरीकों से भी संशोधित किया जा सकता है। विकल्पों में पूर्ण सामग्री हटाने या प्रतिस्थापन, निर्माण विधि में परिवर्तन, या जमाव की स्थिति या पोस्ट जमाव उपचार में भिन्नता शामिल है।

एक बाइलेयर संपत्ति जो सीडीएसईई/सीडीटी अवशोषक को सीडीटी एजॉर्बर की तुलना में अनुकूल बनाती है, वह भी एक सीमा के रूप में कार्य करती है। बिलेयर अब्जॉर्बर बनामके कम, १.४२ ईवी बैंड गैप । मोनोलेयर सीडीटी ईबरर का 1.50 ईवी बैंड गैप बढ़ी हुई जे_एससीके लिए फोटॉन संग्रह को बढ़ाता है, लेकिन निचले बैंड गैप भी स्वाभाविक रूप से अधिकतम प्राप्त करने योग्य ओपन-सर्किट वोल्टेज (वी_ओसी)को सीमित करता है, इस प्रकार डिवाइस दक्षता को सीमित करता है। इस सीमा को कम करने के लिए, पतली CdSeTe/CdTe डिवाइस संरचना में सुधार करने में अगला कदम वी_ओसीको बढ़ाने के लिए डिवाइस के पीछे एक उच्च बैंड गैप सामग्री को शामिल करना है ।

मॉडलिंग ने दिखा दिया है कि सीडीटी परत के बाद एक पतली, ~ 100 एनएम, 1.8 ईवी सामग्री का समावेश पीठ पर एक चालन बैंड बाधा बनाएगा और फोटोइलेक्ट्रॉन को प्रतिबिंबित करके वापस सतह पुनर्संयोजन को कम करेगा और पुनर्संयोजन-प्रवण बैक सतह^25,²⁶से दूर आगे की सतह पुनर्संयोजन को कम करेगा। इस "इलेक्ट्रॉन रिफ्लेक्टर" संरचना को पूरी तरह से समाप्त अवशोषक की आवश्यकता होती है ताकि अवशोषक मोटाई 2 μm²⁵से कम तक सीमित हो, जिससे पतली बाइलेयर अवशोषक इस विन्यास के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हो जाए। कैडमियम मैग्नीशियम टेल्यूराइड (सीडीएमजीटी), एक उच्च बैंड गैप सीडीटी मिश्र धातु सामग्री, इस परत के लिए एक आदर्श उम्मीदवार है क्योंकि इसके tunable बैंड गैप और सह-उदात्तता या धूम जमाव द्वारा मौजूदा डिवाइस निर्माण प्रक्रिया में सीधा समावेश है।

पतले सीडीएसईई/सीडीटी बीलेयर उपकरणों के उन्नत वर्तमान संग्रह और फोटोल्यूमिनेसेंट गुणों के माध्यम से बढ़ी हुई डिवाइस दक्षता निर्माण समय और लागत में कमी और डिवाइस संरचना और वी_ओसीमें भविष्य में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है । इस अध्ययन में अवशोषक जमाव और पासिवेशन के लिए उपयोग की जाने वाली सीएसएस स्वचालित इन-लाइन वैक्यूम सिस्टम इसकी जमाव गति के लिए उल्लेखनीय है। स्पंदन और धातु कार्बनिक रासायनिक वाष्प जमाव (MOCVD) जैसे अन्य निर्माण विधियों में^27,²⁸के लिए पंद्रह गुना से अधिक समय लग सकता है।

इन-लाइन सीएसएस स्केलेबिलिटी विकल्प भी प्रदान करता है। प्रस्तुत छोटे क्षेत्र अनुसंधान उपकरणों बनाने के लिए उपयोग की जाने वाली निर्माण प्रक्रियाओं को निर्माण पैरामीटरेशन में न्यूनतम हानि के साथ पीवी मॉड्यूल निर्माण के लिए बड़े पैमाने पर प्रक्रियाओं में लागू किया जा सकता है। इस काम में प्रस्तुत CdSeTe/CdTe bilayer संरचना भी बहुत पतली अवशोषक का उपयोग कर अपनी सफलता के साथ महत्व भालू । विशेष रूप से, केवल 1.5-माइक्रोन बाइलेयर अवशोषक के साथ 16% के करीब डिवाइस दक्षता अल्ट्रा-पतली अवशोषक में भी सीडीएसईटी के लाभ को दर्शाता है। पतली अवशोषक परतें जैसे कि ये आगे निर्माण समय और सामग्री बचत प्रदान करते हैं, और CdSeTe/CdTe उपकरणों में मौजूद वोल्टेज घाटे को कम करने के लिए इलेक्ट्रॉन रिफ्लेक्टर संरचना का पता लगाने का अवसर ।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

लेखक अपने बयान प्रणाली के उपयोग के लिए प्रोफेसर डब्ल्यूएस संपत, सिस्टम सपोर्ट के लिए केवन कैमरन, डॉ अमित मुंशी को मोटा बाइलेयर कोशिकाओं और इन-लाइन स्वचालित सीएसएस वैक्यूम जमाव प्रणाली के पूरक फुटेज के साथ अपने काम के लिए धन्यवाद देना चाहते हैं, और डॉ । टीआरपीएल मापन के साथ सहायता के लिए दारा Kuciauskas । यह सामग्री सौर ऊर्जा प्रौद्योगिकी कार्यालय (एसईओ) समझौते की संख्या DE-EE0007543 के तहत ऊर्जा दक्षता और नवीकरणीय ऊर्जा (EERE) के अमेरिकी ऊर्जा विभाग के कार्यालय द्वारा समर्थित काम पर आधारित है ।

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
Alpha Step Surface Profilometer	Tencor Instruments	10-00020	Instrument for measuring film thickness
CdCl2 Material	5N Plus	N/A	Material for absorber passivation treatment
CdSeTe Semiconductor Material	5N Plus	N/A	P-type semiconductor material for absorber layer
CdTe Semiconductor Material	5N Plus	N/A	P-type semiconductor material for absorber layer
CESAR RF Power Generator	Advanced Energy	61300050	Power generator for MgZnO sputter deposition
CuCl Material	Sigma Aldrich	N/A	Material for absorber doping
Delineation Material	Kramer Industries Inc.	Melamine Type 3 60-80 mesh	Plastic beading material for film delineation
Glovebox Enclosure	Vaniman Manufacturing Co.	Problast 3	Glovebox enclosure for film delineation
Gold Crystal	Kurt J. Lesker Company	KJLCRYSTAL6-G10	Crystal for Te evaporation thickness monitor
HVLP and Standard Gravity Feed Spray Gun Kit	Husky	HDK00600SG	Applicator spray gun for Ni paint back contact application
MgZnO Sputter Target	Plasmaterials, Inc.	PLA285287489	N-type emitter layer material
Micro 90 Glass Cleaning Solution	Cole-Parmer	EW-18100-05	Solution for initial glass cleaning
NSG Tec10 Substrates	Pilkington	N/A	Transparent-conducting oxide glass for front electrical contact
Super Shield Ni Conductive Coating	MG Chemicals	841AR-3.78L	Conductive paint for back contact layer
Te Material	Sigma Aldrich	MKBZ5843V	Material for back contact layer
Thickness Monitor	R.D. Mathis Company	TM-100	Instrument for programming and monitoring Te evaporation conditions
Thinner 1	MG Chemicals	4351-1L	Paint thinner to mix with Ni for back contact layer
Ultrasonic Cleaner 1	L & R Electronics	Q28OH	Ultrasonic cleaner 1 for glass cleaning
Ultrasonic Cleaner 2	Ultrasonic Clean	100S	Ultrasonic cleaner 2 for glass cleaning
UV/VIS Lambda 2 Spectrometer	PerkinElmer	166351	Spectrometer used for transmission measurements on CdSeTe films

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References

Global energy demand rose by 2.3% in 2018, its fastest pace in the last decade. , Available from: https://www.iea.org/newsroom/news/2019/march/global-energy-demand-rose-by-23-in-2018-its-fastest-pace-in-the-last-decade.html (2019).
Morton, O. Solar energy: A new day dawning?: Silicon valley sunrise. Nature. 443 (7107), 19-22 (2006).
Best research-cell efficiency chart. , Available from: https://www.nrel.gov/pv/cell-efficiency.html (2019).
First Solar. First Solar sustainability report. , Available from: http://www.firstsolar.com/-/media/First-Solar/Sustainability-Documents/FirstSolar_SustainabilityReport_Web_2018.ashx (2018).
Munshi, A., et al. Polycrystalline CdSeTe/CdTe absorber cells with 28 mA/cm2 short-circuit current. IEEE Journal of Photovoltaics. 8 (1), 310-314 (2018).
Metzger, W. K., et al. Exceeding 20% efficiency with in situ group V doping in polycrystalline CdTe solar cells. Nature Energy. 4, 837-845 (2019).
Hsiao, K. J. Electroplated CdTe solar technology at Reel Solar. Proceedings of 46thIEEE PVSC. , Chicago, IL. (2019).
Bothwell, A. M., Drayton, J. A., Jundt, P. M., Sites, J. R. Characterization of thin CdTe solar cells with a CdSeTe front layer. MRS Advances. 4 (37), 2053-2062 (2019).
Fiducia, T. A. M., et al. Understanding the role of selenium in defect passivation for highly efficient selenium-alloyed cadmium telluride solar cells. Nature Energy. 4, 504-511 (2019).
Swanson, D. E., et al. Single vacuum chamber with multiple close space sublimation sources to fabricate CdTe solar cells. Journal of Vacuum Science and Technology A. 34, 021202 (2016).
McCandless, B. E., Sites, J. R. Cadmium telluride solar cells. Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. Luque, A., Hegedus, S. , John Wiley & Sons Ltd. West Sussex, England. 617-662 (2003).
Abbas, A., et al. Cadmium chloride assisted re-crystallization of CdTe: the effect of annealing over-treatment. Proceedings of 40th IEEE PVSC. , Denver, CO. (2014).
Munshi, A., et al. Effect of varying process parameters on CdTe thin film device performance and its relationship to film microstructure. Proceedings of 40th IEEE PVSC. , Denver, CO. (2014).
Metzger, W. K., et al. Time-resolved photoluminescence studies of CdTe solar cells. Journal of Applied Physics. 94 (5), 3549-3555 (2003).
Moseley, J., et al. Luminescence methodology to determine grain-boundary, grain-interior, and surface recombination in thin film solar cells. Journal of Applied Physics. 124, 113104 (2018).
Amarasinghe, M., et al. Obtaining large columnar CdTe grains and long lifetime on nanocrystalline CdSe, MgZnO, or CdS layers. Advanced Energy Materials. 8, 1702666 (2018).
Tencor Instruments. Alpha-Step 100 User's Manual. , Tencor Instruments. Mountain View, CA. (1984).
Wojtowicz, A., Huss, A. M., Drayton, J. A., Sites, J. R. Effects of CdCl2 passivation on thin CdTe absorbers fabricated by close-space sublimation. Proceedings of 44th IEEE PVSC. , Washington D.C. (2017).
Kirchartz, T., Ding, K., Rau, U. Fundamental electrical characterization of thin film solar cells. Advanced Characterization Techniques for Thin Film Solar Cells. Abou-Ras, D., Kirchartz, T., Rau, U. , Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. Weinheim, Germany. 47 (2011).
Swanson, D. E., Sites, J. R., Sampath, W. S. Co-sublimation of CdSexTe1-x layers for CdTe solar cells. Solar Energy Materials & Solar Cells. 159, 389-394 (2017).
McCandless, B. E., et al. Overcoming Carrier Concentration Limits in Polycrystalline CdTe Thin Films with In Situ Doping. Scientific Reports. 8, 14519 (2018).
Romeo, N., Bossio, A., Rosa, G. The back contact in CdTe/CdS thin film solar cells. Proceedings ISES Solar World Congress 2017. , Abu Dhabi, UAE. (2017).
Munshi, A. H., et al. Doping CdSexTe1-x/CdTe graded absorber films with arsenic for thin film photovoltaics. Proceedings of 46th IEEE PVSC. , Chicago, IL. (2019).
Danielson, A. Doping CdTe Absorber Cells using Group V Elements. Proceedings of WCPEC-7. , Waikoloa, HI. (2018).
Hsiao, K. J. Electron Reflector Strategy for CdTe Thin film Solar Cells. , Colorado State University. Doctoral dissertation (2010).
Swanson, D. E., et al. Incorporation of Cd1-xMgxTe as an electron reflector for cadmium telluride photovoltaic cells. Proceedings of MRS Spring Meeting and Exhibit. , San Francisco, CA. (2015).
Wendt, R., Fischer, A., Grecu, D., Compaan, A. D. Improvement of CdTe solar cell performance with discharge control during film deposition by magnetron sputtering. Journal of Applied Physics. 84 (5), 2920-2925 (1998).
Sudharsanan, R., Rohatgi, A. Investigation of metalorganic chemical vapor deposition grown CdTe/CdS solar cells. Solar Cells. 31 (2), 143-150 (1991).

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