RU2212080C2 - PROCESS OF MANUFACTURE OF CHALCOPYRITE CuInSe2,Cu(In,Ga)Se2,CuGaSe2 THIN FILMS - Google Patents

PROCESS OF MANUFACTURE OF CHALCOPYRITE CuInSe2,Cu(In,Ga)Se2,CuGaSe2 THIN FILMS Download PDF

Info

Publication number
RU2212080C2
RU2212080C2 RU2001130947/28A RU2001130947A RU2212080C2 RU 2212080 C2 RU2212080 C2 RU 2212080C2 RU 2001130947/28 A RU2001130947/28 A RU 2001130947/28A RU 2001130947 A RU2001130947 A RU 2001130947A RU 2212080 C2 RU2212080 C2 RU 2212080C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
selenium
deposition
chalcopyrite
inert gas
cuinse
Prior art date
Application number
RU2001130947/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Федор Васильевич Курдесов
Валерий Борисович Залесский
Вячеслав Иосифович Ковалевский
Валерий Феликсович Гременок
Original Assignee
Государственное научное учреждение "Институт электроники НАН Беларуси"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное научное учреждение "Институт электроники НАН Беларуси" filed Critical Государственное научное учреждение "Институт электроники НАН Беларуси"
Priority to RU2001130947/28A priority Critical patent/RU2212080C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2212080C2 publication Critical patent/RU2212080C2/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

FIELD: photogalvanization. SUBSTANCE: invention can find use in production of solar elements for deposition of light-absorbing layers based on multicomponent chalcopyrite compounds of copper CuInSe2,Cu(In,Ga)Se2,CuGaSe2). Essence of deposition of selenium, correspondingly on Cu-In, Cu-Ga and Cu-In-Ga metal films is carried out under atmospheric pressure in quasi-closed system with inert gas atmosphere formed by uninterrupted stream of inert gas with formation of selenium vapors from source unlimited for period of reaction and placed in same quasi-closed system at temperatures of deposition of selenium from 219 to 685 C in the course of time required for total deposition of selenium on metal film. EFFECT: reduced usage of selenium with simultaneous simplification of technology and increase of ecological safety in manufacture of chalcopyrite CuInSe2,CuGaSe2 and Cu(In,Ga)Se2 thin films of large area. 5 dwg

Description

Изобретение относится к области фотогальваники и может быть использовано, например, в производстве солнечных элементов для синтеза халькопиритных пленок CuInSe2, Cu(In, Ga)Se2, CuGaSe2, применяемых в качестве светопоглощающего слоя.The invention relates to the field of photovoltaics and can be used, for example, in the production of solar cells for the synthesis of chalcopyrite films of CuInSe 2 , Cu (In, Ga) Se 2 , CuGaSe 2 , used as a light-absorbing layer.

Известен способ синтеза халькопиритных АВС2 полупроводников [1], где А - медь, В - индий или галлий, С - сера или селен, состоящий из формирования на подложке слоистой структуры путем нанесения компонентов А, В и С в элементарной форме и/или в виде бинарных интерметаллических соединений, где компонент С присутствует в избытке, формирующем двойную стехиометрическую пропорцию компонентов; быстрого нагревания подложки вместе со сформированной слоистой структурой со скоростью 10oС/сек до температуры не менее 350oС и выдержки при этой температуре во временном интервале от 10 сек до 1 часа в закрытом графитовом контейнере.A known method for the synthesis of chalcopyrite ABC 2 semiconductors [1], where A is copper, B is indium or gallium, C is sulfur or selenium, consisting of forming a layered structure on a substrate by applying components A, B and C in elementary form and / or in as binary intermetallic compounds, where component C is present in excess, forming a double stoichiometric proportion of the components; rapid heating of the substrate together with the formed layered structure with a speed of 10 o C / sec to a temperature of at least 350 o C and exposure at this temperature in the time interval from 10 sec to 1 hour in a closed graphite container.

Данный способ требует предварительного нанесения на подложку элементов VI группы (сера, селен), что значительно увеличивает их расход и приводит к загрязнению ими вакуумной установки. This method requires preliminary application to the substrate of elements of group VI (sulfur, selenium), which significantly increases their consumption and leads to contamination of the vacuum unit.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является способ синтеза халькопиритных CuIn(S, Se)2 тонких пленок термической диффузией паров серы и селена в Cu-In металлическую пленку внутри закрытого графитового контейнера [2]. На первой стадии такого процесса ВЧ-магнетронным распылением из Сu и In мишеней чистоты 99,999% на стеклянную подложку со слоем молибдена при комнатной температуре наносится Cu-In металлическая пленка толщиной около 0,85 мкм. На второй стадии процесса осуществляется диффузия паров халькогенов (S и Se) в Cu-In металлическую пленку (халькогенизация) внутри закрытого графитового контейнера, представляющего собой платформу для подложки размером 2,5•5 см2, расположенную в центре графитового бруска, и четыре гнезда по краям платформы для элементарных S и Se, с зазором между подложкой и крышкой контейнера не более 3 мм, при пониженном давлении в 5•10-3 Торр за счет двухэтапного нагревания контейнера до температур 250 и 500oС.The closest technical solution to the claimed is a method for the synthesis of chalcopyrite CuIn (S, Se) 2 thin films by thermal diffusion of sulfur and selenium vapor into a Cu-In metal film inside a closed graphite container [2]. In the first stage of such a process, a 99.999% purity target of 99.999% purity from Cu and In is sputtered onto a glass substrate with a molybdenum layer at room temperature. A Cu-In metal film is deposited with a thickness of about 0.85 μm. At the second stage of the process, chalcogen vapors (S and Se) are diffused into a Cu-In metal film (chalcogenization) inside a closed graphite container, which is a 2.5 × 5 cm 2 substrate platform located in the center of a graphite bar and four nests along the edges of the platform for elementary S and Se, with a gap between the substrate and the lid of the container not more than 3 mm, at a reduced pressure of 5 • 10 -3 Torr due to two-stage heating of the container to temperatures of 250 and 500 o C.

Данный способ ограничивает размеры получаемых пленок, требует создания и поддержания пониженного давления в реакторной области для проведения термической диффузии и приводит к большому расходу халькогенов (1,2 г Se и 0,3-1,05 г S для халькогенизации пленки 2,5•5 см2).This method limits the size of the obtained films, requires the creation and maintenance of reduced pressure in the reactor region for thermal diffusion, and leads to a high consumption of chalcogenes (1.2 g Se and 0.3-1.05 g S for chalcogenization of the film 2.5 • 5 cm 2 ).

Технической задачей изобретения является снижение расхода селена с одновременным упрощением технологии производства и повышением экологической безопасности производства для синтеза Cu(In, Ga)Se2 тонких пленок большой площади.An object of the invention is to reduce the consumption of selenium while simplifying the production technology and improving the environmental safety of production for the synthesis of Cu (In, Ga) Se 2 thin films of a large area.

Поставленная техническая задача решается тем, что способ получения халькопиритных CuInSe2, CuGaSe2 и Cu(In, Ga)Se2 тонких пленок осуществляется в двухстадийном процессе, на первой стадии которого на исходную подложку различными методами вакуумного напыления (термическим, ионно-плазменным и т. п. ) наносятся соответственно Cu-In, Cu-Ga и Cu-In-Ga металлические пленки с требуемым для синтезируемого соединения атомным соотношением, на второй стадии осуществляется отжиг металлических пленок в парах селена (селенизация). Селенизация металлических пленок осуществляется при атмосферном давлении в квазизамкнутой системе (незамкнутая реакторная система, внешние открытые границы которой обеспечивают минимальный отток паров селена, что обеспечивает поддержание их избыточной концентрации на протяжении всего технологического процесса) с инертной газовой атмосферой, создаваемой непрерывным током инертного газа при формировании паров селена из неограниченного на время реакции источника, помещенного в той же квазизамкнутой системе, при температурах селенизации 219-685oС в течение времени, необходимого для полной селенизации металлической пленки.The stated technical problem is solved by the fact that the method for producing chalcopyrite CuInSe 2 , CuGaSe 2 and Cu (In, Ga) Se 2 thin films is carried out in a two-stage process, in the first stage of which various vacuum deposition methods (thermal, ion-plasma, etc.) are applied to the initial substrate etc.), respectively, Cu-In, Cu-Ga and Cu-In-Ga metal films are deposited with the atomic ratio required for the synthesized compound; at the second stage, metal films are annealed in selenium vapor (selenization). Selenization of metal films is carried out at atmospheric pressure in a quasi-closed system (open reactor system, the external open boundaries of which provide a minimum outflow of selenium vapor, which ensures their excessive concentration throughout the entire process) with an inert gas atmosphere created by a continuous stream of inert gas during vapor formation selenium from a source unlimited for the reaction time, placed in the same quasiclosed system, at village temperatures ation 219-685 o C for the time required to complete selenization of the metal film.

При температурах ниже 219oС - температура плавления Se, парциальное давление его паров составляет 10-3 мм рт. ст., что недостаточно для протекания реакции, при температурах свыше 685oС - температура кипения Se, невозможно поддерживать избыточное давление паров из-за выкипания селена.At temperatures below 219 o With the melting temperature of Se, the partial pressure of its vapor is 10 -3 mm RT. senior, which is not enough for the reaction to occur, at temperatures above 685 o C - the boiling point of Se, it is impossible to maintain excessive vapor pressure due to boiling of selenium.

Совокупность указанных признаков позволяет снизить расход селена за счет его испарения в квазизамкнутой системе, упростить технологию производства халькопиритных CuInSe2, CuGaSe2 и Cu(In, Ga)Se2 тонких пленок за счет применения для селенизации инертной газовой атмосферы вместо среды с пониженным давлением и повысить экологическую безопасность производства за счет уменьшения оборота селена и исключения из технологического цикла токсичных Se-содержащих газов, в первую очередь, H2Se.The combination of these features allows to reduce the consumption of selenium due to its evaporation in a quasiclosed system, to simplify the production of chalcopyrite CuInSe 2 , CuGaSe 2 and Cu (In, Ga) Se 2 thin films due to the use of an inert gas atmosphere instead of a medium with reduced pressure and increase environmental safety of production by reducing the turnover of selenium and eliminating toxic Se-containing gases from the technological cycle, primarily, H 2 Se.

Способ получения халькопиритных CuInSe2, CuGaSe2, Cu(In,Ga)Se2 тонких пленок заключается в следующей последовательности операций: совместное нанесение соответственно Сu, In и Ga на исходную подложку любыми методами на любых технологических установках вакуумного напыления при соблюдении требуемого по химической формуле соединения атомного соотношения металлов; размещение полученных металлических пленок и источника паров селена в квазизамкнутой системе; образование инертной газовой атмосферы за счет создания и поддержания непрерывного тока инертного газа через квазизамкнутую систему; отжиг квазизамкнутой системы вместе с селенизируемыми подложками и источником паров селена в инертной газовой атмосфере при температурах свыше 219oС при поддержании избыточного парциального давления паров селена в течение заданного времени селенизации, что достигается определенным соотношением площади открытых границ и объема (конструкция квазизамкнутой системы), количеством селена в объемных источниках, температурой и скоростью протока инертного газа.The method of producing chalcopyrite CuInSe 2 , CuGaSe 2 , Cu (In, Ga) Se 2 thin films consists in the following sequence of operations: co-deposition of Cu, In and Ga, respectively, on the initial substrate by any methods on any technological installations of vacuum deposition, subject to the chemical formula required compounds of the atomic ratio of metals; placement of the obtained metal films and a source of selenium vapor in a quasi-closed system; the formation of an inert gas atmosphere by creating and maintaining a continuous current of inert gas through a quasiclosed system; annealing of the quasiclosed system along with selenizable substrates and a source of selenium vapor in an inert gas atmosphere at temperatures above 219 ° C while maintaining an excess partial pressure of selenium vapor for a given selenization time, which is achieved by a certain ratio of the area of open boundaries and volume (quasiclosed system design), quantity selenium in bulk sources, temperature and inert gas flow rate.

На фиг.1 представлены основные стадии производства халькопиритных CuInSe2, CuGaSe2 и Cu(In, Ga)Se2 тонких пленок предлагаемым способом на примере синтеза CuInSe2 селенизацией Cu-In металлической пленки в парах селена, где I - нанесение исходных Cu-In пленок; II - высокотемпературный отжиг с селеном (селенизация): IIа - исходное положение в квазизамкнутой системе; IIб - положение при температуре 160oC; IIв - положение при температуре 220oС; IIг - положение при температуре свыше 220oС; 1 - селенизируемая Cu-In пленка; 2 - тыльный контакт к поглощающей пленке; 3 - подложка; 4 - кристаллический селен; 5 - расплавленный индий с кристаллической медью; 6 - расплавленный Se; 7 - светопоглощающая CuInSe2 пленка; 8 - пары Se; 9 - ограничительная пластина.Figure 1 shows the main stages of the production of chalcopyrite CuInSe 2 , CuGaSe 2 and Cu (In, Ga) Se 2 thin films by the proposed method for the synthesis of CuInSe 2 by selenization of a Cu-In metal film in selenium vapor, where I is the deposition of the initial Cu-In films; II — high-temperature annealing with selenium (selenization): IIa — initial position in a quasiclosed system; IIb - position at a temperature of 160 o C; IIc - position at a temperature of 220 o C; IIg - position at temperatures above 220 o C; 1 - selenizable Cu-In film; 2 - back contact to the absorbing film; 3 - substrate; 4 - crystalline selenium; 5 - molten indium with crystalline copper; 6 - molten Se; 7 - light-absorbing CuInSe 2 film; 8 - pairs of Se; 9 - restrictive plate.

На первой стадии процесса I на исходную подложку 2 с проводящим покрытием 3 (или без проводящего покрытия) или металлическую фольгу наносится слой из Cu-In сплава 1 с требуемым для получаемого соединения стехиометрическим соотношением металлов. На второй стадии процесса II после создания инертной газовой атмосферы при совместном нагревании металлических пленок и селена в квазизамкнутой системе, создаваемой в зазоре между селенизируемой подложкой 3 и ограничительной пластиной 9, протекают следующие физико-химические процессы. At the first stage of process I, a Cu-In alloy layer 1 with the stoichiometric ratio of metals required for the obtained compound is deposited on the initial substrate 2 with a conductive coating 3 (or without a conductive coating) or a metal foil. In the second stage of process II, after the creation of an inert gas atmosphere during the joint heating of metal films and selenium in a quasi-closed system created in the gap between the selenized substrate 3 and the restriction plate 9, the following physicochemical processes proceed.

1. При достижении системой температуры 160oС IIб в селенизируемой пленке происходит плавление In (Tпл=156,6oС), в результате чего образуется новая фаза 5, содержащая жидкий индий и кристаллическую медь при избытке жидкого индия на поверхности (плотность индия 7,31 г/см3, плотность меди 8,94 г/см3).1. When the temperature reached 160 o C system IIb in seleniziruemoy film melts In (T = mp 156.6 o C), thereby forming a new phase 5 containing a liquid crystalline indium and copper with an excess of liquid on the surface of indium (indium density 7.31 g / cm 3 , copper density 8.94 g / cm 3 ).

2. При достижении системой температуры 220oС IIв происходит плавление кристаллического селена (Тпл= 219oС) с образованием локального слоя расплавленного селена 6, являющего источником паров Se.2. When the system reaches a temperature of 220 ° C IIc, crystalline selenium melts ( Tm = 219 ° C) with the formation of a local layer of molten selenium 6, which is a source of Se vapor.

3. После достижения квазизамкнутой системой заданной температуры селенизации IIг происходит постепенное испарение селена, и устанавливается состояние термодинамического равновесия между жидким селеном и его парами. В состоянии термодинамического равновесия расход селена на селенизацию, диффузию через открытые края системы и дрейф с потоком инертного газа компенсируется испарением из жидкого селена, масса которого позволяет поддерживать термодинамическое равновесие в квазизамкнутой системе в течение всего времени селенизации. 3. After the quasiclosed system reaches the set selenization temperature IIg, the selenium gradually evaporates, and the state of thermodynamic equilibrium between liquid selenium and its vapor is established. In a state of thermodynamic equilibrium, the consumption of selenium for selenization, diffusion through the open edges of the system, and drift with an inert gas stream is compensated by evaporation from liquid selenium, the mass of which makes it possible to maintain thermodynamic equilibrium in a quasiclosed system during the entire selenization time.

4. В квазизамкнутой системе протекают реакции селенизации через газовую фазу селена за счет его термической диффузии в металлическую пленку согласно уравнениям:
2Cu+Seг-->Cu2Se;
2Inж+3Seг-->In2Se3;
2Inж+3Cu2Se-->In2Se3+6Cu;
Cu2Se+In2Se3-->CuInSe2.
4. In a quasiclosed system, selenization reactions proceed through the gas phase of selenium due to its thermal diffusion into a metal film according to the equations:
2Cu + Se g -> Cu 2 Se;
2In W + 3Se g -> In 2 Se 3 ;
2In W + 3Cu 2 Se -> In 2 Se 3 + 6Cu;
Cu 2 Se + In 2 Se 3 -> CuInSe 2 .

Равномерность распределения паров селена по квазизамкнутой системе достигается за счет ламинарного (без завихрений) течения инертного газа. The uniform distribution of selenium vapor over a quasiclosed system is achieved due to the laminar (without turbulence) inert gas flow.

5. Образующийся CuInSe2 кристаллизуется (Тпл(СuInSe2)=986oС) по мере синтеза в поликристаллическую структуру.5. The resulting CuInSe 2 crystallizes (T PL (CuInSe 2 ) = 986 ° C) as it is synthesized into a polycrystalline structure.

Первый этап предлагаемого способа синтеза халькопиритных пленок (нанесение металлической Cu-In-Ga пленки) осуществлялся на установке вакуумного напыления УВН 71П-3; второй этап - на промышленной диффузионной печи СДО 125/3-15 в квазизамкнутой системе, создаваемой параллельными пластинами, продольные размеры которых намного больше величины зазора между ними. The first stage of the proposed method for the synthesis of chalcopyrite films (deposition of a metal Cu-In-Ga film) was carried out at the UVN 71P-3 vacuum deposition unit; the second stage - on an industrial diffusion furnace SDO 125 / 3-15 in a quasi-closed system created by parallel plates, the longitudinal dimensions of which are much larger than the gap between them.

Упрощенная схема рабочей зоны диффузионной печи вместе с создаваемой квазизамкнутой системой представлена на фиг.2, где 10 - подложкодержатель; 11 - зазор между селенизируемыми подложками; 12 - заглушка; 13 - нагреватель диффузионной печи; 14 - реактор диффузионной печи. Продольные размеры пластин и величина зазора между ними составили 75•25 мм и 3 мм. Исходные металлические пленки Cu-In в соотношении 1:1 толщиной около 1 мкм, нанесенные термическим напылением на очищенные подложки из боросиликатного стекла 3 с проводящим покрытием (слой молибдена), укладывались в пазы подложкодержателя 10 нанесенной пленкой вниз, создавая тем самым несколько квазизамкнутых систем, ограниченных плоскостями двух параллельных подложек и пазами подложкодержателя. В каждую полученную систему помещались гранулы кристаллического селена 4, размещаясь на тыльной стороне нижней подложки непосредственно под селенизируемой пленкой верхней подложки. Масса селена составила 100 мг. Подложкодержатель 10 с полученными на нем квазизамкнутыми системами, параметры которых определялись величиной зазора между селенизируемыми подложками 11, помещался в реактор диффузионной печи 14. Для удаления из реакторной зоны кислорода и создания инертной газовой атмосферы, подложкодержатель с помещенными в нем селенизируемыми подложками обдувался азотом (расход 100 л/ч) при температуре 30oС в течение 10 мин, причем для поддержания ламинарного течения газа открытый конец реактора закрывался специальной заглушкой 12. Селенизация осуществлялась при температуре 400oС, достигаемой и поддерживаемой с помощью нагревателя 13, и расходе азота 10 л/ч в течение 45 минут. Полученные пленки затем остывали в течение 1 часа при токе азота 10 л/ч до комнатной температуры. Расход селена на селенизацию металлической пленки толщиной в 1 мкм и площадью 1 см2 составил менее 5 мг.A simplified diagram of the working zone of a diffusion furnace together with the created quasiclosed system is presented in figure 2, where 10 is a substrate holder; 11 - the gap between selenizable substrates; 12 - a stub; 13 - heater diffusion furnace; 14 - reactor diffusion furnace. The longitudinal dimensions of the plates and the gap between them were 75 • 25 mm and 3 mm. The initial Cu-In metal films in a 1: 1 ratio with a thickness of about 1 μm, deposited by thermal spraying on the cleaned borosilicate glass substrates 3 with a conductive coating (molybdenum layer), were placed in the grooves of the substrate holder 10 with the applied film downward, thereby creating several quasi-closed systems, bounded by the planes of two parallel substrates and the grooves of the substrate holder. In each system obtained, granules of crystalline selenium 4 were placed, located on the back side of the lower substrate directly under the selenized film of the upper substrate. The mass of selenium was 100 mg. The substrate holder 10 with the quasiclosed systems obtained on it, the parameters of which were determined by the gap between the selenizable substrates 11, was placed in the reactor of the diffusion furnace 14. To remove oxygen from the reactor zone and create an inert gas atmosphere, the substrate holder with selenized substrates placed in it was blown with nitrogen (flow rate 100 l / h) at a temperature of 30 o C for 10 min, and to maintain the laminar flow of gas, the open end of the reactor was closed with a special plug 12. Selenization was carried out was reached at a temperature of 400 ° C. , achieved and maintained by a heater 13, and a nitrogen flow rate of 10 l / h for 45 minutes. The resulting films were then cooled for 1 hour at a nitrogen flow of 10 l / h to room temperature. The consumption of selenium for selenization of a metal film with a thickness of 1 μm and an area of 1 cm 2 was less than 5 mg.

На фиг.3 представлены данные рентгеновских исследований CuInSe2 пленок, полученных предлагаемым способом.Figure 3 presents the x-ray data of CuInSe 2 films obtained by the proposed method.

На фиг. 4 представлены данные Оже-электронной спектроскопии по элементному составу на различной глубине СuInSe2 пленки, полученной предлагаемым способом.In FIG. 4 presents the Auger electron spectroscopy data on the elemental composition at various depths of the CuInSe 2 film obtained by the proposed method.

На фиг.5 представлены микрофотографии поверхности (а) и поперечного скола (б) для CuInSe2 пленки, полученной предлагаемым способом, выполненные с помощью сканирующего электронного микроскопа.Figure 5 presents micrographs of the surface (a) and transverse cleavage (b) for CuInSe 2 films obtained by the proposed method, made using a scanning electron microscope.

Данные фиг. 3-5 подтверждают образование высококачественной (с кристаллической структурой халькопирита (фиг. 3), с однородным по поверхности и глубине пленки элементным составом (фиг.4), крупными кристаллитами микронного размера (фиг.5а) и однородным поперечным сколом (фиг.5б)) CuInSe2 тонкой пленки после селенизации Cu-In металлических пленок предлагаемым способом.The data of FIG. 3-5 confirm the formation of high-quality (with the crystalline structure of chalcopyrite (Fig. 3), with an elemental composition uniform over the surface and depth of the film (Fig. 4), large micron-sized crystallites (Fig. 5a) and a uniform transverse cleavage (Fig. 5b) ) CuInSe 2 thin film after selenization of Cu-In metal films of the proposed method.

Источники информации
1. F. Karg, V. Probst. Rapid process for producing a chalcopyrite semiconductor on a substrate/ United States Patent/ US 5578503/ 26.11.1996.
Sources of information
1. F. Karg, V. Probst. Rapid process for producing a chalcopyrite semiconductor on a substrate / United States Patent / US 5578503 / 11.26.1996.

2. F. Adurodija, J. Song, I. Asia, K. Yoon. Formation of CuIn(S, Se)2 thin film by thermal diffusion of sulfur and selenium vapors into Cu-In alloy within a closed graphite container/ Solar energy materials and solar cells, v.50 (1999), p.287-297 (прототип).2. F. Adurodija, J. Song, I. Asia, K. Yoon. Formation of CuIn (S, Se) 2 thin film by thermal diffusion of sulfur and selenium vapors into Cu-In alloy within a closed graphite container / Solar energy materials and solar cells, v.50 (1999), p. 287-297 ( prototype).

Claims (1)

Способ получения халькопиритных CuInSe2, CuGaSe2 и Cu(In, Ga)Se2 тонких пленок, заключающийся в двустадийном процессе, на первой стадии которого на исходную подложку наносятся соответственно Cu-In, Cu-Ga и Cu-In-Ga металлические пленки с требуемым для синтезируемого соединения атомным соотношением, на второй стадии осуществляется селенизация металлических пленок в парах селена, отличающийся тем, что селенизация металлических пленок осуществляется при атмосферном давлении в квазизамкнутой системе с инертной газовой атмосферой, создаваемой непрерывным током инертного газа при формировании паров селена из неограниченного на время реакции источника, помещенного в той же квазизамкнутой системе, при температурах селенизации 219-685oС в течение времени, необходимого для полной селенизации металлической пленки.A method of producing chalcopyrite CuInSe 2 , CuGaSe 2 and Cu (In, Ga) Se 2 thin films, which consists in a two-stage process, in the first stage of which metal films with Cu-In, Cu-Ga and Cu-In-Ga are deposited respectively the atomic ratio required for the synthesized compound, at the second stage, metal films are selenized in selenium vapor, characterized in that metal films are selenized at atmospheric pressure in a quasi-closed system with an inert gas atmosphere created by continuous eye inert gas during the formation of an unlimited selenium vapor for a time reaction source placed in the same quasi-closed system, at temperatures selenization 219-685 o C for the time required to complete selenization of the metal film.
RU2001130947/28A 2001-11-16 2001-11-16 PROCESS OF MANUFACTURE OF CHALCOPYRITE CuInSe2,Cu(In,Ga)Se2,CuGaSe2 THIN FILMS RU2212080C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130947/28A RU2212080C2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 PROCESS OF MANUFACTURE OF CHALCOPYRITE CuInSe2,Cu(In,Ga)Se2,CuGaSe2 THIN FILMS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001130947/28A RU2212080C2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 PROCESS OF MANUFACTURE OF CHALCOPYRITE CuInSe2,Cu(In,Ga)Se2,CuGaSe2 THIN FILMS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2212080C2 true RU2212080C2 (en) 2003-09-10

Family

ID=29777092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001130947/28A RU2212080C2 (en) 2001-11-16 2001-11-16 PROCESS OF MANUFACTURE OF CHALCOPYRITE CuInSe2,Cu(In,Ga)Se2,CuGaSe2 THIN FILMS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2212080C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446510C1 (en) * 2007-12-29 2012-03-27 Шанхайский Институт Керамики Китайской Академии Наук Method of producing light-absorbing layer of thin-film solar cells from copper-indium-gallium-sulphur-selenium
EA020377B1 (en) * 2011-05-12 2014-10-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Изовак" Method of forming thin semiconductor cigs films for solar batteries and device for implementation thereof
RU2567191C1 (en) * 2014-07-10 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) Method of making photosensitive chalcopyrite films

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Adurodija F. et al. Formation of Cu In(S,Se) 2 thin film by thermal diffusion of sulfur and selenium vapors into Cu-In alloy within a closed graphite container. Solar energy materials and solar cells. V. 50(1999), р.287-297. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2446510C1 (en) * 2007-12-29 2012-03-27 Шанхайский Институт Керамики Китайской Академии Наук Method of producing light-absorbing layer of thin-film solar cells from copper-indium-gallium-sulphur-selenium
EA020377B1 (en) * 2011-05-12 2014-10-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Изовак" Method of forming thin semiconductor cigs films for solar batteries and device for implementation thereof
RU2567191C1 (en) * 2014-07-10 2015-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) Method of making photosensitive chalcopyrite films

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7833821B2 (en) Method and apparatus for thin film solar cell manufacturing
US20190311889A1 (en) Synthesis of high-purity bulk copper indium gallium selenide materials
EP2260506B1 (en) Method for forming a compound semi-conductor thin-film
US20100108503A1 (en) Chalcogenide alloy sputter targets for photovoltaic applications and methods of manufacturing the same
US8323408B2 (en) Methods and apparatus to provide group VIA materials to reactors for group IBIIIAVIA film formation
US8163090B2 (en) Methods structures and apparatus to provide group VIA and IA materials for solar cell absorber formation
US9103000B2 (en) Low melting point sputter targets for chalcogenide photovoltaic applications and methods of manufacturing the same
Dwyer et al. Selenization of co-sputtered CuInAl precursor films
JP2009513020A (en) Method and apparatus for converting a precursor layer into a photovoltaic absorber
TW201138144A (en) Method of manufacturing solar cell
JPH06151930A (en) Manufacture of chalcopyrite-type compound film
CN103021805B (en) Sputtering and vaporization function is used to form the method and system of sulfur family compound semiconductor material
WO2003005456A1 (en) Method for forming light-absorbing layer
Berner et al. Solution‐based processing of Cu (In, Ga) Se2 absorber layers for 11% efficiency solar cells via a metallic intermediate
Ouyang et al. Annealing treatment of Cu (In, Ga) Se2 absorbers prepared by sputtering a quaternary target for 13.5% conversion efficiency device
Jung et al. Fabrication of a smooth, large-grained Cu (In, Ga) Se 2 thin film using a Cu/(In, Ga) 2 Se 3 stacked precursor at low temperature for CIGS solar cells
Atasoy et al. Cu (In, Ga)(Se, Te) 2 films formed on metal foil substrates by a two-stage process employing electrodeposition and evaporation
Gossla et al. Five-source PVD for the deposition of Cu (In1− xGax)(Se1− ySy) 2 absorber layers
RU2212080C2 (en) PROCESS OF MANUFACTURE OF CHALCOPYRITE CuInSe2,Cu(In,Ga)Se2,CuGaSe2 THIN FILMS
US9136423B1 (en) Method and apparatus for depositing copper—indiumgalliumselenide (CuInGaSe2-CIGS) thin films and other materials on a substrate
Klenk et al. Preparation of device quality chalcopyrite thin films by thermal evaporation of compound materials
Alberts et al. Preparation of Cu (In, Ga) polycrystalline thin films by two-stage selenization processes using Se-Ar gas
US8632851B1 (en) Method of forming an I-II-VI2 compound semiconductor thin film of chalcopyrite structure
RU2347298C1 (en) METHOD FOR PRODUCTION OF THIN FILMS Cu(In, Ga)(S, Se)2
Malik et al. Atmospheric pressure synthesis of In2Se3, Cu2Se, and CuInSe2 without external selenization from solution precursors

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20061117