退火温度对铜铟镓硒薄膜电学性能的影响

材料研究学报, 2014, 28(10): 745-750.

退火温度对铜铟镓硒薄膜电学性能的影响

欧阳良琦 ^1, , 赵明 ^2, , 庄大明 ^3, , 孙汝军 ^4, , 郭力 ^5, , 李晓龙 ^6, , 曹明杰 ^7,

1.清华大学材料学院先进成形制造教育部重点实验室北京 100084

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关键词：无机非金属材料 , 太阳电池 , 铜铟镓硒 , 溅射 , 电学性能

Influence of Annealing Temperature on Electric Properties of CuIn1-xGaxSe2 Thin Films

Keywords： inorganic non-metallic materials , solar cells , CIGS , sputtering , electric property

使用磁控溅射铜铟镓硒(CuIn1-x GaxSe2,CIGS)四元陶瓷靶材制备沉积态预制膜,在240-550℃对预制膜进行退火处理,着重研究了退火温度对薄膜电学性能(载流子浓度及迁移率)的影响.结果表明:退火温度低于270℃时薄膜中存在CuSe低电阻相,CIGS薄膜的载流子浓度在1017-1019cm-3,迁移率在0.1 cm2·V-1·s-1左右,不适于作为太阳电池的吸收层;当退火温度高于410℃时薄膜中不存在CuSe相,薄膜具有10 cm2·V-1s-1左右的较高迁移率,载流子浓度在1014-1017cm-3;退火温度高于410℃时,随着退火温度的升高薄膜晶粒长大,结晶性增强,此时薄膜内部缺陷减少,载流子浓度升高;对于用作太阳电池吸收层的CIGS,从载流子浓度及迁移率的角度评判,合适的退火温度区间为450-550℃.

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