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          日本電子臺式掃描電鏡在CIGS薄膜研究中的使用

          提供 來源:公眾號      日期:2020年05月22日
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          日本電子臺式掃描電鏡在CIGS薄膜研究中的使用

              CuInxGa1−xSe2(CIGS)膜在薄膜太陽能電池中被認為是有前途的材料。目前CIGS薄膜的制備方法有:連續真空蒸發、濺射、閃蒸、分子束外延、熱壁外延、電沉積、噴涂熱解、化學離子交換、共蒸發、溶劑熱合成和紡絲包覆納 米微粒制造等。其最 高23.35%的轉換效率創造了太陽能電池薄膜技術的世界紀錄。最有 效的CIGS太陽能電池是通過共蒸法經過復雜的加工工藝制備的,它要求準確控制所有蒸發源。閃蒸發技術是用于CIGS薄膜的沉積最 簡單的方法之一。但這種技術有一些沉積問題,如重 現性差,以及從蒸發中噴出的物質來源無法準確控制。
          在目前的工作中,研究人員提出了一個新的單階段從粉末直接制備CIGS薄膜的方法。這種方法允許直接從粉末元素中沉積化學計量CIGS層,不含硒化或任何處理。CIGS薄膜由一個近似圓柱體的蒸發皿沉積而成,它在開始加熱的時候被氧化鋁球封住,以防止材料濺出,在快速的升溫時,允許元素在他們同時從蒸發皿的洞里蒸發前互相混合。然后通過采用x射線衍分析、拉曼光譜、光譜學、掃描電子顯微鏡(JCM-6000)和原子力顯微鏡,研究沉積薄膜在不同襯底溫度下的結構、光學性質和表面形貌,探討了用該方法制備化學計量CIGS薄膜的可行性。

            全新升級JCM-7000臺式掃描電鏡  


            薄膜在基底溫度分別為100℃、200℃、220℃、300℃、400℃的SEM圖像

          所制備薄膜的SEM圖像如上所示,從圖中我們可以樣品表面無裂紋,樣品顆粒清晰可見,膠黏劑薄膜良好,說明利用該工藝作為CIGS蒸發基礎制備好的CIGS吸收層是可行的。從這些圖像中可以看到薄膜的表面形態明顯受到襯底溫度的影響。

          本文使用快速熱蒸發法不含硒化或任何處理直接從粉末元素中沉積化學計量CIGS層制備了CIGS薄膜。研究發現薄膜沉積取決于襯底溫度,而襯底溫度對化學計量學起著至關重要的作用。硒含量隨襯底溫度的升高而降低,這極 大地改變了薄膜的化學計量,提高了薄膜的結晶度。襯底溫度在220°C至300°C之間銅含量增加,其余的元素減少。當襯底溫度從100°C增加到400°C,晶粒尺寸幾乎增 大了一倍,而帶隙減小。

          此文章來源:培科創新  , 如有涉及版權問題,可與我司聯系,我司將第 一時間處理,謝謝

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