Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Чопра К. -> "Тонколенточные солнечные элементы" -> 26

Тонколенточные солнечные элементы - Чопра К.

Чопра К., Дас С. Тонколенточные солнечные элементы — М.: Мир, 1986. — 435 c.
Скачать (прямая ссылка): tonkosloyniesolnichnieelementi1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 177 >> Следующая

Для осуществления управляемого осаждения тонкой пленки необходимо исключить возможность самопроизвольного образования осадка. С этой целью в раствор добавляют относительно» устойчивые комплексные ионы металла, которые при протекании реакции, аналогичной
М (А)2+ М2+ + А,
обеспечивают в условиях равновесия регулируемое количества свободных ионов металла. Их концентрация при определенной температуре равна
[М2+] [А]
[М(А)2+]
где Ki — константа равновесия комплексного иона. При использовании соответствующего комплексообразующего агента
Методы осаждения тонких пленок
71
концентрацию ионов металла регулируют концентрацией этого агента и температурой раствора. Комплексообразующие агенты для различных ионов приведены в табл. 2.5.
Если в какой-то части раствора концентрация ионов S2~ возрастает настолько, что ионное произведение становится больше произведения растворимости, то возможно самопроизвольное локальное выпадение в осадок сернистого соединения. Для того чтобы предотвратить этот процесс, обеспечивают условия, при которых ионы двухвалентной серы образуются с малой скоростью и распределяются равномерно во всем объеме раствора. Такие условия создаются при растворении тиомоче-вины в водном растворе щелочи, которое протекает следующим образом:
(NH2)2CS + OH-->CH2N2 + Н20 + HS-,
HS- + он-->н2о + s2-.
Тиомочевину можно заменить аллилтиомочевиной или N, N-ди-метилтиомочевиной.
Пленки селенидов [83, 93] получают, используя вместо тио-мочевины селеномочевину или ее производные. Для создания ионов Se2~ Кайнтла и др. [90] растворяли селеносульфат натрия в щелочном растворе в соответствии с реакцией Na2SeS03 + 20H--^Na2S04 + Н20 + Se2“.
Таблица 2.5. Типичные комплексообразующие агенты для ионов различных металлов
Металлы Комплексообразующие агенты
Ag CN-, NH3, Cl-
Cd CN~, NH3, Cl-, C6H50^~, C4H4o2~ ЭДТА1)
Со NH3, CN“, SCN~, С6Н5ОГ, C4H40f~
Си NH3, C1-, CN-, ЭДТА
Hg ‘ NH3, Cl-, CN-, ЭДТА
Мп c2q2~, c6h5o^~, C4H60^, CN“ ЭДТА
Ni CN-, SCN-, ЭДТА, NH,
Pb эдта, c6hsoS>- c4h6o2-, OH“
Sn C6H50“-, c4H60g—, c2ot, OH-
Zn CN-, NH3, ЭДТА, С4нД-, C6H Or3“
ацетата*натрия.-лермС°КРаЩеНН°е название этилендиаминтетра-
72
Глава 2
Преимущество этого метода состоит в том, что селеносуль-фат натрия легко синтезируется при растворении Se в растворе Na2S03. Получение же селеномочевины и ее производных связано с большими трудностями; кроме того, для повышения устойчивости растворов этих соединений необходимо применять антиокислители, например Na2S03.
Соединения, в состав которых входит теллур, синтезировать не удается вследствие их очень низкой устойчивости. Однако для получения раствора, содержащего ионы Те2-, можно использовать неорганическое соединение, подобное дитионату натрия Na2S406; которое растворяет теллур.
Экспериментальная установка для осаждения пленок из раствора схематически изображена на рис. 2.8. Подложки погружают вертикально в реакционную ванну и с помощью магнитной мешалки непрерывно перемешивают раствор. Температуру ванны контролируют контактным термометром, который включен в цепь обратной связи, регулирующей мощность нагревателя для поддержания постоянной температуры раствора. Если ионное произведение раствора, содержащего ионы металла и серы, превышает произведение растворимости соответствующего халькогенида, то на подложке в результате последовательной конденсации ионов образуется пленка халькогенида металла.
Анализ влияния состава и температуры ванны на процесс формирования пленки может быть проведен расчетным путем на основе законов термодинамики. Такое исследование было выполнено для следующих растворов:
1. Cd(NH3)4+—(NH2)2CS—ОН- [82, 91];
2. Cd (ел)з+—(NH2)2CS—ОН- [94]°;
3. Cd(CeH507)- —(NH2)2CSe—ОН- [95];
4. Cd(NH3)4+—SeS03~—ОН- [86, 90].
Рис. 2.8. Экспериментальная установка, применяемая в лаборатории авторов для выращивания полупроводниковых пленок из раствора.
1 — охлаждающая смесь или вода, 2 — реакционная ванна, 3 — нагреватель, 4 — подложка, 5 — мешалка, 6 — реле, 7 — магнит и двигатель, 8 — контактный термометр.
еп — общепринятое условное обозначение этилендиамина. — Приж,
перев.
Методы осаждения тонких пленок
73
Рис. 2.9. Графики зависимости pH Рис. 2.10. Типичный характер роста
от р[Cd2+] и р[ИНз] [91]. пленок, осаждаемых из раствора [43].
1 — неактивированная подложка, 2 — активированная подложка.
Условия осаждения пленок CdS и CdSe из растворов 1 и 4 определяются путем решения графическим методом следующих уравнений:
Cd2++20H-^±Cd(0H)2
при
[Cd2+] [ОН-]* = 2,2-10-4
И
Cd (NH3)4+ Cd2+ + 4NH3
при
[Cd'+HNH,]. =756.|0.-,
[Cd(NH,)!+]
Полученные с помощью приведенных выше двух уравнений графики зависимости pH от p[Cd2+]1} (при постоянной величине рСсоли) представляют собой, как показано на рис. 2.9, прямые линии, называемые линиями гидроксида и комплексного соединения. Заштрихованным областям Bi и Вц, расположенным над линией гидроксида, соответствуют параметры, при которых в растворе присутствует Cd(OH)2. Для этих областей харак-
^ Символом р обозначают величину, равную десятичному логарифму концентрации (например, [Cd2+] или Сс0ли), взятому с обратным знаком.— Прим. перев.
Предыдущая << 1 .. 20 21 22 23 24 25 < 26 > 27 28 29 30 31 32 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed