Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Чопра К. -> "Тонколенточные солнечные элементы" -> 60

Тонколенточные солнечные элементы - Чопра К.

Чопра К., Дас С. Тонколенточные солнечные элементы — М.: Мир, 1986. — 435 c.
Скачать (прямая ссылка): tonkosloyniesolnichnieelementi1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 177 >> Следующая

3.2.6.2 Электрические свойства
Пленки GaAs, осаждаемые на покрытые слоем вольфрама графитовые подложки химическим методом из паровой фазы и не содержащие специально введенной легирующей примеси [94], имеют проводимость п-типа и концентрацию носителей 5* 1016... 1017 см-3. В легированных пленках (при использовании H2S в качестве источника примеси) концентрация носителей повышается до 2-1018.. .5 • 1018 см-3. При температуре осаждения 750 °С концентрация носителей в пленках GaAs по существу не зависит от состава химически активной смеси [92]. Однако при более высоких температурах концентрация носителей уменьшается в случае возрастания молярного соотношения арсина и хлористого водорода. Диффузионная длина неосновных носителей в пленках GaAs, получаемых химическим осаждением из паровой фазы, согласно оценкам, составляет 0,2... 0,4 мкм [92]. Пленки GaAs, выращиваемые на графитовых подложках [91], имеют диффузионную, длину носителей в пределах 0,5.. .0,8 мкм. Концентрация носителей в пленках GaAs, осаж-*
Физические свойства тонких пленок
159
даемых химическим методом из паров металлорганических соединений [87], равна 6• 1016 см-3, а диффузионная длина дырок в монокристаллических пленках, как показали измерения, превышает 2 мкм. Янгом и др. [106] проведены измерения электрических характеристик поликристаллических пленок GaAs, легированных селеном и цинком, осаждение которых проводилось химическим методом из паров металлорганических соединений. Авторами установлено существование температурной зависимости удельного сопротивления пленок и подвижности носителей в широком интервале температур. Полученные результаты согласуются с предположением о рассеянии носителей на границах зерен. ;
Электрические свойства сплавов на основе GaAs зависят главным образом от их состава.
3.2.7 Сульфид кадмия (CdS)
Сульфид кадмия относится к наиболее широко исследованным тонкопленочным полупроводниковым материалам. Осаждение слоев CdS, пригодных по своему качеству для изготовления солнечных элементов, осуществляется с помощью различных методов. К ним относятся: вакуумное испарение [107—130], пульверизация с последующим пиролизом [109, 131 —143], ионное распыление [144—148], молекулярно-лучевая [149] и газовая [150] эпитаксии, газотранспортное осаждение в квазизамкнутом объеме [114, 151], химическое осаждение из паровой фазы [163], трафаретная печать [152, 153], осаждение из раствора [154—156], анодирование [157] и электрофорез [164].
3.2.7.1 Структурные свойства
Пленки CdS, получаемые вакуумным испарением и предназначенные для создания солнечных элементов, обычно имеют толщину 15. ..30 мкм, и их осаждение проводят со скоростью 0,5.. .3 мкм/мин при температуре подложки 200.. .250 °С и температуре испарителя 900...1050 °С [113, 117, 130]. При этих условиях пленки CdS кристаллизуются в структуре вюртцита и оказываются ориентированными таким образом, что плоскость (002) параллельна, а ось с перпендикулярна поверхности подложки. Как показано на рис. 4.2, пленки имеют столбчатую структуру, причем каждый столбик представляет собой отдельное зерно. Размер зерен в таких пленках, как правило, изменяется от 1 до 5 мкм, хотя сообщалось [130] о получении и более крупных зерен размером до 10 мкм. Следует отметить, что пленки меньшей толщины состоят из более мелких раз-ориентированных зерен [121]. На кристаллическую структуру и микроструктуру пленок существенное влияние оказывает температура подложки в процессе осаждения.
160
Глава 3
Ванкар и др. [111] и Дас [116], исследуя зависимость структурных свойств пленок ZnxCdi_xS, получаемых вакуумным испарением, от температуры подложки, установили, что кристаллографическая структура и параметры кристаллической решетки пленок CdS в значительной мере определяются температурой их осаждения. Пленки CdS, получаемые при температуре подложки в интервале от комнатной до 150 °С, имеют структуру сфалерита, тогда как при температуре подложки 170 °С и выше пленки кристаллизуются в структуре вюртцита. В диапазоне температур от 150 до 170 °С пленки имеют двухфазную структуру, состоящую из смеси сфалерита и вюртцита. При температуре осаждения, равной или превышающей 200 °С, образуются пленки с преимущественной ориентацией зерен. Повышение температуры осаждения пленок CdS приводит к увеличению размера зерен. Размеры поверхностных неровностей пленок при возрастании температуры подложки сначала увеличиваются, а затем при температуре более 150 °С уменьшаются, вероятно, вследствие повторного испарения CdS. В пленках, нанесенных при температуре выше 200 °С, обнаружены раковины [116].
Для получения зерен размером, достигающим 100. ..800 мкм, Фрааз и др. [125] осуществляли рекристаллизацию полученных вакуумным испарением пленок CdS посредством их термообработки в потоке H2S. При этом изменялась ориентация оси с кристаллической решетки CdS и наблюдалось разрушение столбчатой микроструктуры пленок. Согласно результатам Амита [113], при увеличении толщины пленок наблюдаются укрупнение зерен, повышение степени их преимущественной ориентации, а также степени ориентации оси с в направлении на испаритель; кроме того, возрастают размеры поверхностных неровностей. Холл [119] отмечает, что в пленках CdS непосредственно после осаждения ось с зерен обычно отклонена от нормали к поверхности подложки в среднем на угол, равный 19°. Кривая распределения угла отклонения оси с относительно средней величины имеет гладкую форму, а полуширина распределения на уровне, соответствующем половине максимума, составляет 10. ..12°. В результате последующей термообработки пленок при температуре 190 °С и в'ысоком давлении (~7• 105 Па) полуширина указанного распределения на уровне половины максимума уменьшается до 3°.
Предыдущая << 1 .. 54 55 56 57 58 59 < 60 > 61 62 63 64 65 66 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed