Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия

Для создания промышленной технологии изготовления пленочных солнечных элементов на основе гетероперехода CdTe/CdS была проведена оптимизация процесса формирования пленок хлорида кадмия методом вакуумного резистивного испарения. Установлено, что состав напыленной пленки соответствует гидрохлориду кад...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Харченко, Н.М., Хрипунов, Г.С., Ли, Т.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України 2008
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7893
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия / Н.М. Харченко, Г.С. Хрипунов, Т.А. Ли // Физическая инженерия поверхности. — 2008. — Т. 6, № 3-4. — С.128-133. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-7893
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-78932010-04-21T12:02:18Z Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия Харченко, Н.М. Хрипунов, Г.С. Ли, Т.А. Для создания промышленной технологии изготовления пленочных солнечных элементов на основе гетероперехода CdTe/CdS была проведена оптимизация процесса формирования пленок хлорида кадмия методом вакуумного резистивного испарения. Установлено, что состав напыленной пленки соответствует гидрохлориду кадмия CdCl2H2O. В навеске длительное время хранившейся на воздухе выявлено образование новой фазы, очевидно гидрохлорида кадмия с более высоким содержанием H2O. Вакуумный отжиг шихты приводит к распаду этой фазы. По результатам исследований свойств пленок хлорида кадмия предложены технологические подходы для контролируемого проведения “хлоридной” обработки. Разработанные подходы были апробированы для модификации свойств слоев CdTe при изготовлении солнечных элементов стекло/ITO/CdS/CdTe/Cu-Au. Для розробки промислової технології виготовлення плівкових сонячних елементів на основі гетеро переходу CdTe/CdS була проведена оптимізація процесу формування плівок хлориду кадмію методом вакуумного резистивного напилення. Встановлено, що склад напиленої плівки хлориду кадмію відповідає гідрохлориду кадмію CdCl2H2O. При зберіганні навіски на повітрі тривалий час виявлено формування нової фази, ймовірно гідрохлориду кадмію з більш високою вмістом H2O. Вакуумний відпал шихти призводить до розпаду цієї фази. За результатами досліджень властивостей плівок хлориду кадмію запропоновані технологічні підходи для контрольованого проведення “хлоридної” обробки. Розроблені підходи були апробовані для модифікації властивостей шарів CdTe при виготовленні сонячних елементів скло/ITO/CdS/CdTe/Cu-Au. For creation of CdTe/CdS-solar cell industrial technology the optimization of cadmium chloride film formation process by vacuum resistive evaporation had been conducted. It was established that the composition of deposited film corresponded to cadmium hydrochloride CdCl2H2O. It was shown that longterm air storage of cadmium chloride powder led to formation of new phase liked to cadmium hydrochloride with the higher H2O-contents. The vacuum annealing resulted in disappearing of this phase. On the base of conducted researches of cadmium chloride film properties the technological approaches for controlled realization of chloride treatment were proposed. The offered technological approaches were approbated for modification of CdTe layer properties at manufacturing of solar cells. 2008 Article Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия / Н.М. Харченко, Г.С. Хрипунов, Т.А. Ли // Физическая инженерия поверхности. — 2008. — Т. 6, № 3-4. — С.128-133. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1999-8074 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7893 621.315.592 ru Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Для создания промышленной технологии изготовления пленочных солнечных элементов на основе гетероперехода CdTe/CdS была проведена оптимизация процесса формирования пленок хлорида кадмия методом вакуумного резистивного испарения. Установлено, что состав напыленной пленки соответствует гидрохлориду кадмия CdCl2H2O. В навеске длительное время хранившейся на воздухе выявлено образование новой фазы, очевидно гидрохлорида кадмия с более высоким содержанием H2O. Вакуумный отжиг шихты приводит к распаду этой фазы. По результатам исследований свойств пленок хлорида кадмия предложены технологические подходы для контролируемого проведения “хлоридной” обработки. Разработанные подходы были апробированы для модификации свойств слоев CdTe при изготовлении солнечных элементов стекло/ITO/CdS/CdTe/Cu-Au.
format	Article
author	Харченко, Н.М. Хрипунов, Г.С. Ли, Т.А.
spellingShingle	Харченко, Н.М. Хрипунов, Г.С. Ли, Т.А. Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия
author_facet	Харченко, Н.М. Хрипунов, Г.С. Ли, Т.А.
author_sort	Харченко, Н.М.
title	Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия
title_short	Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия
title_full	Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия
title_fullStr	Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия
title_full_unstemmed	Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия
title_sort	оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия
publisher	Науковий фізико-технологічний центр МОН та НАН України
publishDate	2008
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/7893
citation_txt	Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия / Н.М. Харченко, Г.С. Хрипунов, Т.А. Ли // Физическая инженерия поверхности. — 2008. — Т. 6, № 3-4. — С.128-133. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
work_keys_str_mv	AT harčenkonm optimizaciâtehnologiihloridnojobrabotkitonkihplenokhalʹkogenidovkadmiâ AT hripunovgs optimizaciâtehnologiihloridnojobrabotkitonkihplenokhalʹkogenidovkadmiâ AT lita optimizaciâtehnologiihloridnojobrabotkitonkihplenokhalʹkogenidovkadmiâ
first_indexed	2025-07-02T10:41:06Z
last_indexed	2025-07-02T10:41:06Z
_version_	1836531441868996608
fulltext	ФІП ФИП PSE, 2008, т. 6, № 3-4, vol. 6, No. 3-4128 ВВЕДЕНИЕ В настоящее время экономичные пленочные солнечные элементы (СЭ) на основе гетеро- перехода CdTe/CdS являются перспективны- ми для широкомасштабного применения по- скольку базовые слои теллурида кадмия обла- дают оптимальной шириной запрещенной зоны (1,46 эВ) для эффективного преобразо- вания солнечного излучения в наземных ус- ловиях, а высота потенциального барьера nCdS-pCdTe, которая составляет 1,02 эВ, тео- ретически позволяет для однопереходных приборных структур достичь КПД 29% [1, 2]. Экспериментальная реализация высокого КПД зависит от степени кристаллического совершенства и электрофизических свойств сопрягающихся слоев сульфида и теллурида кадмия [3]. Для уменьшения степени развитости зер- нограничной поверхности, снижения кон- центрации двойников, плотности дефектов упаковки в пленках сульфида и теллурида кадмия применяется “хлоридная” обработка, при которой за счет наличия в системах CdS(CdTe)-СdCl2 низкотемпературной эвтек- тики удается провести рекристаллизацию слоев при температурах ниже 500 °С [4]. Бы- ло показано [5], что если такой нагрев прово- дится на воздухе, то, несмотря на склонность соединений А2В6 к самокомпенсации, удается осуществить легирование слоев за счет об- разования стабильных комплексов VCd-ClTe и VCd-ClS, что позволяет приблизить высоту се- парирующего барьера nCdS-pCdTe к теоре- тическому значению. Одним из видов “хлоридной” обработки является нанесение тонких слоев хлорида кадмия на пленки сульфида или теллурида кадмия с последующим отжигом всей струк- туры на воздухе [6]. Основной технологи- ческой проблемой реализации такой обра- ботки является воспроизводимое достижение оптимальной толщины слоя хлорида кадмия, которая сложным образом завит от толщины и степени кристаллического совершенства модифицируемого слоя, типа подложки, усло- вий нанесения. При избытке хлорида кадмия наблюдается ухудшение адгезии сопрягаю- щихся слоев и трансформация электрически активных собственных дефектов акцептор- ного типа VCd -ClTe в изоэлектроные ловушки VCd -2ClTe. “Хлоридная” обработка малым ко- личеством CdCl2 приводит к неполной пере- кристаллизации базового слоя [7]. В связи с выше изложенным целью работы была опти- мизация технологических режимов “хлорид- ной” обработки слоев теллурида кадмия для изготовления эффективных тонкопленочных СЭ на основе гетеросистемы CdS/CdTe. МЕТОДИКА ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ОБРАЗЦОВ Тонкие пленки хлорида кадмия были полу- чены методом резистивного вакуумного на- пыления на ситалловых и стеклянных под- ложках путем испарения шихты хлорида кад- УДК 621.315.592 ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ “ХЛОРИДНОЙ” ОБРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ХАЛЬКОГЕНИДОВ КАДМИЯ Н.М. Харченко, Г.С. Хрипунов, Т.А. Ли Национальный технический университет “Харьковский политехнический институт” Украина Поступила в редакцию 14.07.2008 Для создания промышленной технологии изготовления пленочных солнечных элементов на основе гетероперехода CdTe/CdS была проведена оптимизация процесса формирования пленок хлорида кадмия методом вакуумного резистивного испарения. Установлено, что состав напыленной пленки соответствует гидрохлориду кадмия CdCl2H2O. В навеске длительное время хранившейся на воздухе выявлено образование новой фазы, очевидно гидрохлорида кадмия с более высоким содержанием H2O. Вакуумный отжиг шихты приводит к распаду этой фазы. По результатам исследований свойств пленок хлорида кадмия предложены технологические подходы для контролируемого проведения “хлоридной” обработки. Разработанные подходы были апробированы для модификации свойств слоев CdTe при изготовлении солнечных элементов стекло/ITO/CdS/CdTe/Cu-Au. ФІП ФИП PSE, 2008, т. 6, № 3-4, vol. 6, No. 3-4 129 мия из молибденовой лодочки с покровной сеткой. Температура испарителя составляла 470 – 475 °С. Образец размещался на подвиж- ном манипуляторе, конструкция которого по- зволяла устранить попадание пара на под- ложку в процессе разогрева испарителя. Из- мерение толщины напыленных пленок про- водилось с помощью микроинтерферометра МИИ-11. Для увеличения отражающей спо- собности на структуру наносился тонкий слой меди. Фазовый состав и структурные свойства образцов исследованы методом рентгеновс- кой дифрактометрии по стандартным методи- кам. Съемка дифрактограмм производилась поточечно в интервале углов 2θ = 15 – 95° по схеме θ-2θ сканирования в излучении Со-Kα. Шаг сканирования составлял 0,1°, время экс- позиции 3 секунды. Коэффициент пропускания тонких пленок CdCl2 был измерен с помощью спектрофото- метра СФ-46 в интервале длин волн 295 – 1000 нм с шагом 5 нм. Со структурой стекло/ITO/CdS/CdTe/Cu-Au были изготовлены согласно методике описан- ной в [8] с различной толщиной слоя хлорида кадмия. Толщина базового слоя CdTe состав- ляла 4 мкм. Электрические характеристики СЭ были исследованы методом измерения и обработки световой нагрузочной вольт-ам- перной характеристики измеренной в усло- виях АМ-0. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ При проведении исследований для контроля толщины пленки хлорида кадмия в процессе испарения были опробованы такие традици- онные методы как резистивный, оптический и метод с использованием кварцевого резо- натора. При использовании резистивного метода контроля толщины были применены струк- туры с контактами в виде тонких пленок Al, Cr, Cu и Ag. Расстояние между контактами составляло 20 мм и 0,3 мм при ширине кон- тактов около 10 мм. Установлено, что во всех случаях сопротивление исследуемых струк- тур с толщиной пленки от 0,2 мкм до 1,2 мкм превышало 500 МОм при напряжении по- рядка 5 В. С нашей точки зрения столь высо- кое сопротивление структур не позволяет ис- пользовать данный метод контроля толщины пленок хлорида кадмия. На рис. 1 приведены спектральные зависи- мости коэффициента пропускания пленок хлорида кадмия толщиной 0,12 мкм – а) и 1,25 мкм – б) на стеклянных подложках. В видимой части спектра значение коэффици- ента пропускания для тонкой пленки остается практически постоянным и составляет 0,95 – 0,98. Для пленки толщиной 1,25 мкм на- блюдается монотонное увеличение пропуска- ния от 0,08 в ультрафиолетовой части до 0,95 – в инфракрасной. Видно, что при изменении толщины пленки в 10 раз прозрачность в сре- дней части спектра изменяется менее чем на 50%. На обеих зависимостях интерференци- онные экстремумы не наблюдаются. Такие оптические характеристики напыленных пле- нок не позволяют с необходимой надежнос- тью контролировать толщину пленок в про- цессе напыления оптическими методами, ос- нованными как на измерении оптической плотности, так и на интерференционных эф- фектах. Наилучшие результаты контроля толщины были достигнуты при использовании квар- цевого резонатора. Однако в ходе проведения серии экспериментов был установлен ряд факторов. Во-первых, скорость откачки и ос- таточный вакуум в камере установки ухудша- лись с увеличением количества проведенных напылений. Во-вторых, на начальной стадии нагрева испарителя наблюдалось резкое уве- личение давления в камере от 10–5 мм.рт.ст. до 10–3 мм.рт.ст. В-третьих, коэффициент про- Рис. 1. Спектральные зависимости коэффициента про- пускания пленок хлорида кадмия толщиной 0,12 мкм – а) и 1,25 мкм – б). Н.М. ХАРЧЕНКО, Г.С. ХРИПУНОВ, Т.А. ЛИ ФІП ФИП PSE, 2008, т. 6, № 3-4, vol. 6, No. 3-4130 порциональности между величиной смеще- ния частоты резонатора и массой осажден- ного вещества немонотонно изменялся, про- являя тенденцию к постоянному росту. На наш взгляд эти факторы связаны с вы- сокой гигроскопичностью соединения CdCl2. То есть, при подготовке эксперимента слой хлорида кадмия, осажденный на внутренней поверхности камеры установки в ходе преды- дущих напылений, поглощал влагу воздуха, а при откачке камеры эта влага десорбиро- валась, что значительно снижало скорость откачки камеры. Влага, сорбированая поверх- ностью порошка, интенсивно десорбиро- валась на начальной стадии испарения, что и приводило к ухудшению вакуума в камере. Насыщение атмосферной влагой слоя хлори- да кадмия, сформированного на поверхности резонатора, и последующая неконтролируе- мая десорбция влаги непосредственно при напылении приводило к “кажущемуся” изме- нению чувствительности резонатора к опре- делению массы. Для преодоления этих негативных факто- ров была предложена следующая методика вакуумного напыления слоев хлорида кад- мия. Во-первых, после каждого второго напы- ления проводилась чистка бязью смоченной в этаноле поверхности манипулятора, экра- нирующего цилиндра и поверхности квар- цевого резонатора. Во-вторых, перед напы- лением пленки проводилось прокаливание испаряемого порошка при температуре ис- парителя 200 °С. Прокаливание навески про- водилось до восстановления давления в каме- ре на уровне 10-5 мм.рт.ст. После чего прово- дилось напыление пленки при температуре испарителя 470 – 475 °С. На рис. 2 приведены дифрактограммы све- женапыленной пленки хлорида кадмия на си- талловой подложке (образец 1); навески, ис- пользованной для получения образца 1, кото- рая длительное время хранилась на воздухе (образец 2); остатка навески после напыления образца 1 (образец 3); порошока кадмия хло- ристого 2,5 водного (CdCl2 .2,5Н2О) марка “ч” ГОСТ 4330-76 (образец 4). Толщина пленки образца 1 была менее 1 мкм, поэтому на дифрактограмме этого об- разца присутствуют пики и от ситалловой подложки, обозначенные “сит”. Проведен- ный анализ показал, что дифрактограммы всех полученных образцов соответствуют гидрохлориду кадмия CdCl2H2O, а не хлориду кадмия, как ожидалось. Наблюдается очень хорошее соответствие экспериментальных данных с [9]: на дифрактограммах образцов не выявлены лишь некоторые пики с отно- сительной интенсивностью на уровне 1 – 2%. Для образца 1 наблюдается увеличение относительной интенсивности пика (020), что указывает на формирование в пленке преимущественной ориентации (010) зерен в процессе напыления. На дифрактограмме образца 2 по сравне- нию с остальными образцами выявлены три дополнительных пика на углах 2(1 = 16,12°, 2(2 = 19,43°, 2(3 = 29,26°. Эти отражения не а) б) в) г) Рис. 2. Дифрактограммы исследуемых образцов. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ “ХЛОРИДНОЙ” ОБРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ХАЛЬКОГЕНИДОВ КАДМИЯ ФІП ФИП PSE, 2008, т. 6, № 3-4, vol. 6, No. 3-4 131 отвечают ни одной из теоретически присутст- вующих фаз, характеризуются относительно большим значением интегральной ширины (0,967°, 1,019°, и 0,735°, соответственно), а также не имеют кратных отражений. Измене- ние положение или существенное уширение остальных пиков не выявленно. Тот факт, что интегральная ширина обсуж- даемых пиков значительно больше, чем ин- тегральная ширина пиков, соответствующих основной фазе позволяет сделать вывод, что в этом образце присутствует дополнительная фаза. По нашему мнению, это связано с об- разованием гидрохлорида кадмия с большим содержанием влаги. Эта фаза образуется при хранении на воздухе исходного порошка, а в результате вакуумного отжига исчезает. Большое содержание влаги в порошке хло- рида кадмия также приводит к изменению его морфологии. На рис. 3а показан вид порошка образца 2. Видно, что навеска состоит из от- дельных прозрачных нитевидных кристал- литов с гладкой поверхностью и четкой ог- ранкой длиной 100 – 300 мкм, и около 15 мкм в поперечном сечении. На рис. 3б показан остаток навески после проведения напыле- ния пленки при температуре 475 °С. На фоне кристаллов исходной формы наблюдается скопление шаровидных конгломератов мо- лочного цвета. Нитевидные кристаллы в этом случае имеют более развитую поверхность. На рис. 3в показан вид порошка CdCl2 .2,5Н2О (образец 4). В этом случае кристаллитов ис- ходной формы не обнаружено, а частицы имеют шаровидную форму размером от 2 до 10 мкм. На рис. 4 приведены световые нагрузоч- ные ВАХ солнечных элементов со структурой стекло/ITO/CdS/CdTe/Cu-Au с различной тол- щиной слоя хлорида кадмия при “хлоридной” обработке. При изготовлении этих СЭ на од- ной подложке были сформированы структу- ры, отличающиеся только толщиной слоя хлорида кадмия, которая составила 0,06; 0,35 и 1,20 мкм, соответственно. Образец СЭ1 не подвергался “хлоридной” обработке. Резуль- таты аналитической обработки этих ВАХ приведены в табл. 1. Анализ показал, что для исследованных структур наименьшее значение КПД 1,13% получено для образца, который не подвергал- ся “хлоридной” обработке. При увеличении толщины слоя хлорида кадмия до 0,35 мкм наблюдается монотонный рост КПД и наи- большее значение получено для образца СЭ3 (10,16%). При дальнейшем увеличении тол- щины слоя хлорида кадмия до 1,20 мкм на- Рис. 3. Вид испаряемых порошков: а) – вид порошка хлорида кадмия после длительного хранения на возду- хе; б) – вид остатка навески в тигле, после проведения напыления; в) – вид порошка CdCl2 .2,5Н2О. а) б) в) Рис. 4. Световые нагрузочные вольт-амперные харак- теристики солнечных элементов стекло/ITO/CdS/ CdTe/Cu-Au c толщиной слоя хлорида кадмия при “хлоридной” обработке: СЭ1 – 0 мкм; СЭ2 – 0,06 мкм; СЭ3 – 0,35 мкм; СЭ4 – 1,2 мкм. Таблица 1 Результаты обработки световых нагрузочных вольт-амперных характеристик солнечных элементов стекло/ITO/CdS/CdTe/Cu-Au толщина хло- рида кадмия, мкм 0 0,06 0,35 1,20 № образца СЭ1 СЭ2 СЭ3 СЭ4 Jкз, мA/см2 11,41 19,77 20,11 18,35 Uхх, В 0,372 0,638 0,775 0,706 FF 0,27 0,58 0,65 0,41 КПД, % 1,13 7,36 10,16 5,36 jф, мA/см2 13,03 19,84 20,16 19,4 Rп, Oм/см2 4,32 2,37 2,03 6,20 Rш, Oм/см2 31,4 1032,7 830,2 326,0 j0, A/см2 1,8⋅10–5 6,9⋅10-6 2,6⋅10-7 2,5⋅10-4 Н.М. ХАРЧЕНКО, Г.С. ХРИПУНОВ, Т.А. ЛИ ФІП ФИП PSE, 2008, т. 6, № 3-4, vol. 6, No. 3-4132 блюдается снижение КПД до 5,36%. Анало- гично изменяются значения напряжения хо- лостого хода (Uхх), тока короткого замыкания (Iкз), и фактора заполнения (FF). Известно, что для получения высокого зна- чения КПД СЭ необходимо снижение зна- чений диодного тока насыщения (j0) и после- довательного сопротивления (Rп), а также увеличение шунтирующого сопротивления (Rш) и фототока (jф). Наименьшее значение j0 получено для образца СЭ3. При этом достиг- нуто минимальное значение Rп, максималь- ное значение jф и достаточно высокое значе- ние Rш. Все это обуславливает наибольшее значение КПД. Наибольшее значение Rш по- лучено для образца СЭ2 с толщиной хлорида кадмия 0,06 мкм. Однако для этого образца значения j0 и Rп не оптимальны, что и обуслав- ливает более низкое значение КПД (7,36%). Значение Rп уменьшается с увеличением толщины слоя хлорида кадмия до 0,35 мкм, а при дальнейшем увеличении количества хло- рида кадмия возрастает, что обусловлено с на- шей точки зрения различным уровнем леги- рования слоя CdTe. При “хлоридной” обра- ботке происходит рекристаллизация слоя CdTe, что приводит к снижению дефектности базового слоя и вызывает улучшение элект- рических характеристик элементов: росту Rш и снижению j0. Однако при избытке хлорида кадмия наблюдается генерация дефектов в объеме зерен, что обуславливает ухудшение указанных электрических параметров образ- ца СЭ4. Оптимальное соотношение толщин слоев CdTe и хлорида кадмия очевидно достигну- то для образца с толщиной хлорида кадмия 0,35 мкм, что и обуславливает максимальное значение КПД. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Рассмотрены технологические аспекты про- цесса вакуумного резистивного напыления пленок хлорида кадмия. Установлено, что применение резистивного и оптических ме- тодов контроля толщины тонких пленок в данном случае принципиально не позволяет контролировать толщину осаждаемого слоя, а при использовании кварцевого резонатора необходимо учитывать высокую гигроско- пичность соединения СdCl2. Предложена ме- тодика проведения процесса напыления хло- рида кадмия позволяющая избежать негатив- ного влияния гигроскопичности соединения СdCl2. Установлено, что как свеженапыленная пленка, так и используемая навеска содержат некоторое количество H2O, что приводит к образованию соединения CdCl2H2O. В навес- ке длительное время хранившейся на воздухе выявлено образование новой фазы, очевидно гидрохлорида кадмия с более высоким содер- жанием H2O, а вакуумный отжиг приводит к распаду этой фазы. Разработанная на основании проведенных исследований технология “хлоридной” обра- ботки была апробирована для модификации свойств слоев CdTe. При толщине слоя хло- рида кадмия меньше оптимальной наблюда- ется неполная рекристаллизация, что не по- зволяет достичь высоких электрофизичес- ких характеристик слоя CdTe. При избытке хлорида кадмия наблюдается значительная генерация точечных дефектов, что вызывает ухудшение характеристик слоя. ЛИТЕРАТУРА 1. Chu T.L., Chu S.S., Ang S.T. Electrical properties of CdS/CdTe heterojunctions//Jour. of Appl. Phys. – 1988. – Vol. 64, № 3. – P. 1233-1237. 2. De Vos A., Parrott J., Baruch P., Landsberg P. Вandgap effects in thin-film heterojunction solar cells// Proceeding 12th European Photovoltaic Solar Energy Conference. Amsterdam (Nether- lands). – 1994. – P. 1315-1319. 3. Mitchell K.M., Fahrenbruch A.L., Bube R.H. Evaluation of the CdS/CdTe heterojunction solar cell//Jour. of Appl. Phys.– 1977.– Vol. 48, № 10. – P. 4365-4371. 4. Romeo A., Batrner D.L., Zogg H., Tiwari A.N. Recrystallization in CdS/CdTe//Thin Solid Films.– 2000.–Vol. 361-362, № 1-2.– P. 420-425. 5. Seymour F.H., Kaydanov V., Ohno T.R. Cu and CdCl2 influence on defects detected in CdTe solar cells with admittance spectroscopy//Appl. Phys. Lett. – 2005. – Vol. 87. – P. 153-157. 6. Enzenroth R.A., Barth K.L., Sampath W.S. Cor- relation of stability to varied CdCl2 treatment and related defects in CdS/CdTe PV devices as mea- sured by thermal addmitance spectroscopy//Jour. of Phys. and Chem. of Sol. – 2005. – Vol. 66. – P. 1883-1886. ОПТИМИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИИ “ХЛОРИДНОЙ” ОБРАБОТКИ ТОНКИХ ПЛЕНОК ХАЛЬКОГЕНИДОВ КАДМИЯ ФІП ФИП PSE, 2008, т. 6, № 3-4, vol. 6, No. 3-4 133 7. Niemegeers A., Burgelman M., Richter H., Bon- net D. A simple model for effects of the CdCl2 treatment on the performance of CdTe/CdS solar cells//14 Europ. Photovoltaic Solar Energy Conf. Proceeding of the Intern. Conf. Barcelona (Spain). – 1997. – P. 2079-2082. ОПТИМІЗАЦІЯ ТЕХНОЛОГІЇ “ХЛОРИДНОЇ” ОБРОБКИ ТОНКИХ ПЛІВОК ХАЛЬКОГЕНІДУ КАДМІЮ М.М. Харченко, Г.С. Хрипунов, Т.А. Лі Для розробки промислової технології виготов- лення плівкових сонячних елементів на основі гетеро переходу CdTe/CdS була проведена опти- мізація процесу формування плівок хлориду кад- мію методом вакуумного резистивного напилен- ня. Встановлено, що склад напиленої плівки хло- риду кадмію відповідає гідрохлориду кадмію CdCl2H2O. При зберіганні навіски на повітрі тривалий час виявлено формування нової фази, ймовірно гідрохлориду кадмію з більш високою вмістом H2O. Вакуумний відпал шихти призво- дить до розпаду цієї фази. За результатами дос- ліджень властивостей плівок хлориду кадмію за- пропоновані технологічні підходи для контро- льованого проведення “хлоридної” обробки. Роз- роблені підходи були апробовані для модифікації властивостей шарів CdTe при виготовленні со- нячних елементів скло/ITO/CdS/CdTe/Cu-Au. TECHNOLOGY OPTIMIZATION OF THE CHLORIDE TREATMENT OF CADMIUM CHALCOGENIDE THIN FILMS N.M. Kharchenko, G.S. Khripunov, T.A. Li For creation of CdTe/CdS-solar cell industrial tech- nology the optimization of cadmium chloride film formation process by vacuum resistive evaporation had been conducted. It was established that the com- position of deposited film corresponded to cadmium hydrochloride CdCl2H2O. It was shown that long- term air storage of cadmium chloride powder led to formation of new phase liked to cadmium hydro- chloride with the higher H2O-contents. The vacuum annealing resulted in disappearing of this phase. On the base of conducted researches of cadmium chlo- ride film properties the technological approaches for controlled realization of chloride treatment were pro- posed. The offered technological approaches were approbated for modification of CdTe layer properties at manufacturing of solar cells. Н.М. ХАРЧЕНКО, Г.С. ХРИПУНОВ, Т.А. ЛИ 8. Romeo A., Khrypunov G., Galassini S., Zogg H., Tiwari A.N. New device configuretions for CdTe solar cells//Proceeding of Symposium 4 “Photo- voltaic, Solar Energy and Thin Film”. Cancun (Mexico). – 2006. – Invited Talk S4-5. – P. 1-4. 9. № 27-0073 JCPDS, 1996.

Оптимизация технологии “хлоридной” обработки тонких пленок халькогенидов кадмия

Репозитарії

Схожі ресурси