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直流磁控溅射厚度对Cu(Inx,Ga1-x)Se2背接触Mo薄膜性能的影响

田晶 杨鑫 刘尚军 练晓娟 陈金伟 王瑞林

直流磁控溅射厚度对Cu(Inx,Ga1-x)Se2背接触Mo薄膜性能的影响

田晶, 杨鑫, 刘尚军, 练晓娟, 陈金伟, 王瑞林
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  • 采用直流磁控溅射工艺, 在一定条件下通过控制溅射时间, 在钠钙玻璃上制备了不同厚度的用于Cu(Inx, Ga1-x)Se2薄膜太阳电池背接触材料的Mo薄膜, 并利用X射线衍射 (XRD)、场发射扫描电子显微镜 (SEM)、四探针测试仪、台阶仪研究了厚度对溅射时间、薄膜微结构、电学性能及力学性能的交互影响. Mo薄膜的厚度与溅射时间呈线性递增关系; 随厚度的增大, Mo薄膜 (110) 和 (211) 面峰强均逐渐增大, 择优生长从(110)方向逐渐向 (211)方向转变, 方块电阻值只随 (110) 方向上的生长而急剧减小直到一特定值约2 Ω/⇑, 电导率随薄膜的 (110) 择优取向程度的降低而线性减小直到一特定值约0.96×10-4 Ω·cm; Mo薄膜内部是一种多孔的长形簇状颗粒和颗粒间隙交织的结构, 并处于拉应力态, 其内部应变随薄膜厚度的增大而减小.
    • 基金项目: 高等学校博士学科点专项科研基金 (批准号: 20110181110003)、成都市科技局攻关计划 (批准号: 10GGYB380GX-023, 10GGYB828GX-023)、中物院-四川大学协同创新基金 (批准号: XTCX2011001)和四川省科技厅科技支撑项目(批准号: 2013FZ0034)资助的课题.
    [1]

    Orgassa K, Schock H W, Werner J H 2003 Thin Solid Films 431 387

    [2]

    Wada T, Koharab N, Nishiwaki S, Negami T 2001 Thin Solid Films 387 118

    [3]

    Kohara N, Nishiwaki S, Hashimoto Y, Negami T, Wada T 2001 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 67 209

    [4]

    Assmann L, Bernéde J C, Drici A, Amory C, Halgand E, Morsli M 2005 Appl. Surf. Sci. 246 159

    [5]

    Jackson P, Hariskos D, Lotter E, Paetel S, Wuerz R, Menner R, Wischmann W, Powalla M 2011 Prog. Photovolt: Res. Appl. 19 894

    [6]

    Repins I, Contreras M A, Egaas B, DeHart C, Scharf J, Perkins C L., To B, Noufi R 2008 Prog. Photovolt: Res. Appl. 16 235

    [7]

    Scofield J H, Duda A, Albin D, Ballardb B L, Predecki P K 1995 Thin Solid Films 260 26

    [8]

    Jubault M, Ribeaucourt L, Chassaing E, Renou G, Lincot D, Donsanti F 2011 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95 26

    [9]

    Li Z H, Cho E S, Kwon S J 2011 Appl. Surf. Sci. 257 9682

    [10]

    Wu H M, Liang S C, Lin Y L, Ni C Y, Bor H Y, Tsai D C, Shieu F S 2012 Vacuum 86 1916

    [11]

    Su C Y, Liao K H, Pan C T, Peng P W 2012 Thin. Solid Films 520 5936

    [12]

    Li W, Ao J P, He Q, Liu F F, Li F Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 5009 (in Chinese) [李微, 敖建平, 何青, 刘芳芳, 李凤岩, 李长健, 孙云 2007 物理学报 56 2009]

    [13]

    Ji H, Zhao T X, Wang X P, Dong Y 1993 Acta Phys. Sin. 42 1340 (in Chinese) [季航, 赵特秀, 王晓平, 董诩 1993 物理学报 42 1340]

    [14]

    Salomé P M P, Malaquias J, Fernandes P A, Cunha A F da 2010 J. Phys. D: Appl. Phys. 43 345501

    [15]

    Zhang L, He Q, Jiang W L, Liu F F, Li C J, Sun Y 2008 Chin. Phys. Lett. 25 345

  • [1]

    Orgassa K, Schock H W, Werner J H 2003 Thin Solid Films 431 387

    [2]

    Wada T, Koharab N, Nishiwaki S, Negami T 2001 Thin Solid Films 387 118

    [3]

    Kohara N, Nishiwaki S, Hashimoto Y, Negami T, Wada T 2001 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 67 209

    [4]

    Assmann L, Bernéde J C, Drici A, Amory C, Halgand E, Morsli M 2005 Appl. Surf. Sci. 246 159

    [5]

    Jackson P, Hariskos D, Lotter E, Paetel S, Wuerz R, Menner R, Wischmann W, Powalla M 2011 Prog. Photovolt: Res. Appl. 19 894

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    Repins I, Contreras M A, Egaas B, DeHart C, Scharf J, Perkins C L., To B, Noufi R 2008 Prog. Photovolt: Res. Appl. 16 235

    [7]

    Scofield J H, Duda A, Albin D, Ballardb B L, Predecki P K 1995 Thin Solid Films 260 26

    [8]

    Jubault M, Ribeaucourt L, Chassaing E, Renou G, Lincot D, Donsanti F 2011 Sol. Energy Mater. Sol. Cells 95 26

    [9]

    Li Z H, Cho E S, Kwon S J 2011 Appl. Surf. Sci. 257 9682

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    Wu H M, Liang S C, Lin Y L, Ni C Y, Bor H Y, Tsai D C, Shieu F S 2012 Vacuum 86 1916

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    Su C Y, Liao K H, Pan C T, Peng P W 2012 Thin. Solid Films 520 5936

    [12]

    Li W, Ao J P, He Q, Liu F F, Li F Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 5009 (in Chinese) [李微, 敖建平, 何青, 刘芳芳, 李凤岩, 李长健, 孙云 2007 物理学报 56 2009]

    [13]

    Ji H, Zhao T X, Wang X P, Dong Y 1993 Acta Phys. Sin. 42 1340 (in Chinese) [季航, 赵特秀, 王晓平, 董诩 1993 物理学报 42 1340]

    [14]

    Salomé P M P, Malaquias J, Fernandes P A, Cunha A F da 2010 J. Phys. D: Appl. Phys. 43 345501

    [15]

    Zhang L, He Q, Jiang W L, Liu F F, Li C J, Sun Y 2008 Chin. Phys. Lett. 25 345

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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-27
  • 修回日期:  2013-01-31
  • 刊出日期:  2013-06-05

直流磁控溅射厚度对Cu(Inx,Ga1-x)Se2背接触Mo薄膜性能的影响

  • 1. 四川大学材料科学与工程学院, 成都 610065
    基金项目: 

    高等学校博士学科点专项科研基金 (批准号: 20110181110003)、成都市科技局攻关计划 (批准号: 10GGYB380GX-023, 10GGYB828GX-023)、中物院-四川大学协同创新基金 (批准号: XTCX2011001)和四川省科技厅科技支撑项目(批准号: 2013FZ0034)资助的课题.

摘要: 采用直流磁控溅射工艺, 在一定条件下通过控制溅射时间, 在钠钙玻璃上制备了不同厚度的用于Cu(Inx, Ga1-x)Se2薄膜太阳电池背接触材料的Mo薄膜, 并利用X射线衍射 (XRD)、场发射扫描电子显微镜 (SEM)、四探针测试仪、台阶仪研究了厚度对溅射时间、薄膜微结构、电学性能及力学性能的交互影响. Mo薄膜的厚度与溅射时间呈线性递增关系; 随厚度的增大, Mo薄膜 (110) 和 (211) 面峰强均逐渐增大, 择优生长从(110)方向逐渐向 (211)方向转变, 方块电阻值只随 (110) 方向上的生长而急剧减小直到一特定值约2 Ω/⇑, 电导率随薄膜的 (110) 择优取向程度的降低而线性减小直到一特定值约0.96×10-4 Ω·cm; Mo薄膜内部是一种多孔的长形簇状颗粒和颗粒间隙交织的结构, 并处于拉应力态, 其内部应变随薄膜厚度的增大而减小.

English Abstract

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