温度对Cu-K-In-Se薄膜的影响
材料科学
2017-03-21 v1
摘要
在不同K/(K+Cu)成分和衬底温度下（保持(K+Cu)/In比值恒定约为0.85）共蒸发了Cu-K-In-Se薄膜。发现衬底表面增加的钠成分和降低的生长温度均有利于Cu1-xKxInSe2（CKIS）合金形成，相对于混合相CuInSe2 + KInSe2的形成。X射线衍射（XRD）结构、带隙、电阻率、少数载流子寿命以及来自时间分辨光致发光的载流子浓度均与先前报道一致，其中低K/(K+Cu)成分薄膜表现出有望用于光伏（PV）吸收层的特性。在400-500°C生长的薄膜随后在Se气氛下退火至600°C，这导致K因蒸发而损失，损失量与初始K/(K+Cu)成分成正比。与生长温度类似，高温XRD证明退火驱动了CKIS合金消耗和CuInSe2 + KInSe2生成。退火还分解了KInSe2并形成K2In12Se19。在高温下，随着温度和时间增加以及仅随时间增加，KInSe2晶格逐渐收缩。退火过程中K的蒸发损失可能伴随K晶格位上空位的产生，这或许可以解释KInSe2晶格收缩。这些关于Cu-K-In-Se材料化学的知识可用于预测和控制Cu(In,Ga)(Se,S)2光伏吸收层中的微量相杂质——在这些吸收层中，低于典型检测限的杂质可能在近期利用KF沉积后处理实现的世界纪录光伏效率中发挥了作用。
引用
@article{arxiv.1703.06366,
title = {The Effect of Temperature on Cu-K-In-Se Thin Films},
author = {Christopher P. Muzzillo and Ho Ming Tong and Timothy J. Anderson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.06366},
year = {2017}
}