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《TFC'13全国薄膜技术学术报告会论文摘要集》2013年
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不同硒含量富硒铜铟镓硒靶材的筹措

李晓龙   庄大明   赵明   刘江   谢敏   曹明杰   许大伟   欧阳良琦   郭力  
【摘要】:直接溅射铜铟镓硒(CIGS)陶瓷靶材的点子具有制备薄膜成分均匀,外部质量高等优势。同时,该方法制备的金属膜已经具有固定的液氮含量,只需适当补偿硒热处理便可以获得成分理想的收取层。使用热压烧结CIGS粉末的点子可以获得高密实率的CIGS靶材,Se/Me在0.5控制。美好的收取层成分应为贫铜富硒,为增进靶材中的Se存量,本文提出在粉末中添加单质Se粉再对混合粉末进行热压烧结的手艺,以获得富Se的CIGS陶瓷靶材。着眼了硒含量的对靶材密实率、分、布局、场景、结合缺陷等产生之影响。使用热压烧结的点子制备CIGS靶材,结合温度600℃,结合压力3 5MPa,结合时间2h。水晶含量分别选择为Se/CIGS=0.0%、0.2%、0.5%、1.0%。穿越实验发现,顶S e/CIGS=0.2时密实率达到95.47%,Se/CIGS=0.5时靶材密实率为93.30%,Se/CIGS=1.0时靶材出现分层缺陷,不补Se的靶材密实率只有76.94%。表明Se单质的参加起到了液相辅助烧结的意图,可以有效增长烧结过程中的原子扩散和密实化过程,但过高的Se存量会导致靶材易于产生分层缺陷。使用XRF剖析了靶材的成份,结果如下表所示:顶Se/CIGS=0.2时靶材与粉末的Se存量基本相同,没有出现Se的损失。随着Se/CIGS的增长,靶材中的Se存量稳定在54%控制,剩下Se可能以动态形式挥发,挥发后留下的漏洞也可能是靶材密实率降低和分层缺陷产生之缘故。对不同Se存量的靶材进行XRD布局分析发现靶材均为黄铜矿相结构,没有单质Se生活,进一步分析显示随着Se存量的增长,东强峰对应的衍射角2θ左移,表明一些Se原子以间隙原子的样式存在于CIGS晶格中,引起了晶格常数的附加。出于晶体中的间隙数量有限,所能容纳的闲暇Se原子数量也无从无限提高,据此当Se原子比例达到54%随后不能继续加强。对靶材断面进行SEM场景测试,可以发现靶材形貌均匀、晶体细小,但依然有少量的漏洞出现。从图为Se/CIGS=0.2的靶材断面形貌。使用热压烧结CIGS、Se混合粉末的点子获得最高密实率95.47%的CIGS陶瓷靶材,该方法制备得到的靶材Se存量超过50%,Se元素以间隙原子的样式存在于CIGS晶格中。
【笔者单位】: 南开材料学院先进成形制造教育部重点实验室
【列入号】:TB383.2;TQ174.1

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