V R
ËX ê s Æ X Øy ¢; c  \ ¥ Cu(In,Ga)Se 2 ° Ë Ñÿ ¤ «8 ý ö n ÚP X ì Ä ¤V R Ë õ m Í ¿ k ÐT ºV R Ë Ä Z ØV Ä
¼ ÿ
# Ò · + ä ÷ 7 B * > · ~ ç ¡* × <r ) · Pham Cong De · Ð= ÷ 7 B
Â
Òí ß @ / < Æ § ¸Ö 6 x ½ + Ël Õ ü t < Æõ , x 9 ª 627-706
¼
ÿ 0 ï F¬ £ · T $ ß
ô
Dz D G K ª @ / < Æ § ¸ì ø Í ¸^ / B N,  Òí ß 606-791
(2011¸ 3 Z 4 7{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 4 Z 4 6{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 5 Z 4 6{ 9 > F S X & ñ )
:
r ½ ¨ H ª ô Ç $ í © : r ¸\ 7 £ x Ã Ì ) a Cu(In,Ga)Se
2( s , CIGS) ~ Ã Ì} _ : £ ¤$ í õ / å J ÐÄ º~ ½ Ó
ì rF g l (GD-OES; glow discharge optical emission spectrometry)\ ¦ s 6 x # ~ Ã Ì} _ U ·s \ É r
"
é
¶ èì r í ì r$ 3 õ \ ¦ ¸ % i . CIGS ~ Ã Ì} É r 1 l x r 7 £ x µ 1 Ï © q \ ¦ s 6 x # 3é ß > / B N& ñ Ü ¼ Ð Mo/Ä » o
l ó ø Í 0 A\ 7 £ x à Ì÷ &% 3 . 2é ß > õ & ñ \ " f, $ í © l ó ø Í : r ¸\ É r CIGS ~ à Ì} _ & ñ $ í É r 450
◦C s
\ " f H (220)/(204) ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð, 500
◦C s © \ " f H (112) ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð Ä º $ í © % i . ¢ ¸ô Ç, $ í © l ó
ø Í : r ¸ 7 £ x < Ê\ CIGS ~ Ã Ì} _ & ñ w n ß ¼l H 7 £ x % i . Ã ºz µm_ U ·s , Â ú ª É r r ç ß , F G p
|
¾ Ó" é ¶ èì r$ 3 s 0 p x ô Ç GD-OES\ ¦ CIGS ~ Ã Ì} ì r$ 3 \ Ö ¸6 x ¦ % i Ü ¼ 9, l > r p | ¾ Óì r$ 3 \ 6 x ÷ &
H s s : r| 9 | ¾ Óì rF g l (SIMS) U ·s ¸$ í ì r$ 3 õ ü < q § % i . GD-OES\ ¦ s 6 x # CIGS ~ Ã Ì} _
U ·s ¸$ í ` ¦ ¸ ô Ç õ , Cu, In, Ga x 9 Se " é ¶ è ç H{ 9 > ì r í ¦ e 6 £ §` ¦ S X % i . 1é ß > 450
◦C ü < 2é ß > 550
◦C _ $ í © : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} Ü ¼ Ð ] j ¸ ) a I ª t H 8.12 %_ \
-t ¨ 8 ´ òÖ ¦` ¦ Ð% i .
Ù þ
d # Q: CIGS, U ·s ¸$ í , 1 l x r 7 £ x à Ìl , / å J ÐÄ º~ ½ Ó ì rF g l , ´ òÖ ¦
Physical Properties and Depth Profiling of a Cu(In,Ga)Se 2 Absorber for Various Growth Temperature
K. Ahn · Y. M. Jeong · Y. H. Kang · P. C. De · C. R. Cho ∗
Department of Nano-fusion Technology, Pusan National University, Miryang 627-706
H. S. Ahn · S. N. Yi
Department of Applied Science, Korea Maritime University, Busan 606-791 (Received 7 March 2011 : revised 6 April 2011 : accepted 6 May 2011)
This paper presents the results obtained from glow discharge optical emission spectrometry (GD- OES) depth profiling of Cu(In, Ga)Se
2(CIGS) thin films prepared at various substrate temperatures.
The CIGS thin films were grown on molybdenum-coated soda-lime glass substrats by using a three- stage process with a co-evaporator system. For the substrate temperature (T
sub) of the second stage. the CIGS thin films showed a (220)/(204)-preferred orientation at temperatures below 450
◦
C and a (112)-preferred orientation at temperatures above 500
◦C. The grain size of the CIGS films increased with increasing T
sub. The GD-OES depth profiling of the CIGS thin films prepared
-515-
at various T
sub’s showed uniform distributions of all the elements through the CIGS film. These results were compared with the SIMS depth profiles for the CIGS thin films. A solar cell using a CIGS absorber layer prepared at the optimized T
subshowed a conversion efficiency of about 8 %.
PACS numbers: 73.61.J, 81.70.J, 81.15.E
Keywords: CIGS, Depth profile, Co-evaporator, GD-OES, Efficiency
I. " e  ] Ø
f
] X ;s + þ A ½ × ¼Ì sõ Z } É r F gf ¨ à º > à º\ ¦ Cu(In,Ga)Se
2(CIGS) Ó ü t| 9 É r z ´o B H I ª t \ q K
$
Ò q tí ß s 0 p x ¦, Z } É r \ -t ¨ 8 ´ òÖ ¦ M :ë H \ p
A _ ~ Ã Ì} + þ A I ª t í ß \ O \ " f y F g` ¦ ~ Ã Î ¦ e H F g f
¨ Ã º Ó ü t| 9 s . CIGS ~ Ã Ì} _ ] j ¸~ ½ ÓZ O \ H Cu, In, Ga x 9
Se F K5 Å q" é ¶ è[ þ t` ¦ s 6 x ô Ç 1 l x r 7 £ x µ 1 ÏZ O (co-evaporation), ì
r 7 £ x à ÌZ O (molecular beam deposition), l 7 £ x Ã Ì Z O
(Electrodeposition) x 9 Û ¼( ' ) a F K5 Å q ~ Ã Ì} _ ! s qE $
o(selenization) 1 p x s e [1–4]. þ j H National Renew- able Energy Lab. (NREL) _ Repins ½ ¨ Õ ªÒ ¨ \ " f 3é ß
>
7 £ x à ÌZ O ` ¦ s 6 x # Cu, In, Ga x 9 Se " é ¶ è\ ¦ 1 l x r 7 £ x µ 1 Ï r
& ë ß H CIGS I ª t \ " f 19.9 %_ © Z } É r \ - t
¨ 8 ´ òÖ ¦` ¦ Ð ¦Ù þ ¡ [5]. ´ òÖ ¦ s Z } É r CIGS F gf ¨ Ã º 8
£
x` ¦ ë ß [ þ t l 0 AK " f H CIGS ~ Ã Ì} _ grain ß ¼l ß ¼ ¦,
³
ð } 9 l Ü ¼ 9, & h ] X ô Ç l & h : £ ¤$ í ` ¦ t ¦ e
#
Q ¦, s Qô Ç כ ¹ è[ þ t É r CIGS ~ Ã Ì} _ o < Æ& h ¸$ í s
$ í © l ó ø Í : r ¸ 1 p x \ _ K ] j# Q½ + É Ã º e [6–8]. Z } É r l
ó ø Í : r ¸\ " f $ í © ) a CIGS ~ Ã Ì} _ â Ä º, l ó ø ÍÜ ¼ ÐÂ Ò'
\ P
\ -t \ _ K l ) a ½ ¨$ í " é ¶ è[ þ t _ ? /Â Ò S X í ß \ _ ô Ç
© o (phase transformation)õ & ñ ` ¦ { 9 Ü ¼ . " f
´ ú
§ É r ½ ¨ [ þ t s CIGS ~ Ã Ì} ? / U ·s \ É r " é ¶ è[ þ t _
¸$ í ì r í\ ¦ Auger ì rF g l (AES; Auger Electron Spectroscopy) ü < s s : r| 9 | ¾ Óì r$ 3 l (SIMS; Secondary Ion Mass Spectroscopy)\ ¦ s 6 x # Ð ¦ % i [9, 10].
Õ
ª Q s ü < ° ú É r ì r$ 3 © q [ þ t É r { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð ³ ð ì r$ 3 s
³ ð \ @ /ô Ç U ·s ¸$ í ì r$ 3 \ ´ ú §s 6 x ÷ & ¦, 1 atomic % s _ p | ¾ Ó" é ¶ è[ þ t s í < Ê ) a ¿ º î r ~ Ã Ì} _
â
Ä º ì r$ 3 r ç ß s ¸A o d t # Q H ì r$ 3 s # Q 9 î
r é ß & h s e . Õ ª Q s Qô Ç é ß & h ` ¦ F G4 ¤ l 0 Aô Ç
~
½ ÓZ O Ü ¼ Ð ½ ¨ [ þ t É r, é # Qo (bulk) ¿ º î r ~ Ã Ì} _ U · s
¸$ í ` ¦ / å J ÐÄ º~ ½ Ó & ³ © ` ¦ s 6 x # ì r$ 3 ¦
%
i . GD-OES H 1967¸ Grimm\ _ K % 6 £ § Ü ¼ Ð > hµ 1 Ï
÷
&% 3 ¦, 1973¸ Greeneõ Whelan\ _ K % 6 £ § Ü ¼ Ð U ·s
¸$ í ì r$ 3 \ 6 x ÷ &% 3 [11]. GD-OES H Ã º è\ ¦ í < Êô Ç
¸ H " é ¶ è\ @ /ô Ç ì r$ 3 s 0 p x ¦, ± ú É r Ø ¦ ô Ç> ({ 9
∗
E-mail: [email protected]
Fig. 1. (Color online) Schematic diagram of three stages temperature used for fabrication of CIGS thin film.
ì
ø Í& h Ü ¼ Ð 0.1 ∼ 50 ppm) x 9 Z } É r Û ¼( ' Ö ¦ \ _ K 100 µm t à º í? /\ U ·s ¸$ í ì r$ 3 s 0 p x ô Ç © & h ` ¦ t
¦ e Ü ¼ 9, Å Ò Ð F K5 Å q Ó ü t| 9 _ ¸$ í ì r$ 3 \ ´ ú §s s 6 x ÷ &
% 3 .
: r ½ ¨\ " f H ª ô Ç $ í © l ó ø Í : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} \ @ /ô Ç Ó ü t o & h : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i ¦, GD-OES
\
¦ s 6 x # U ·s \ É r ¸$ í _ o\ ¦ 8 £ ¤& ñ % i . ¢ ¸ ô
Ç, þ j& h ¸| \ " f ] j ¸ ) a CIGS ~ Ã Ì} \ @ /ô Ç U ·s ¸$ í
o\ ¦ SIMS ì r$ 3 õ ü < q § % i Ü ¼ 9, I ª t _ F g
¨ 8 ´ òÖ ¦` ¦ 8 £ ¤& ñ % i .
II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É
CIGS ~ Ã Ì} $ í © ` ¦ 0 AK í H ¸ 99.999 %, ß ¼l φ5 × 5 mm
3 Cu, In, Ga x 9 Se\ ¦ F K5 Å q 7 £ x µ 1 Ï" é ¶ Ü ¼ Ð 6 x
%
i . l ó ø ÍÜ ¼ Ð H 5 × 5 cm
2ß ¼l _ ] t o Ú ÔD ! p(Mo)s 7
£
x Ã Ì ) a Soda-lime Ä »o \ ¦ 6 x % i ¦, # l " f Mo H f À
Ó+ þ A Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a AZ O Ü ¼ Ð 1 µm ¿ ºa Ð 7 £ x à Ì÷ &
%
3 . CIGS ~ à Ì} 7 £ x à Ì` ¦ 0 Aô Ç 6 x l _ íl / B N É r 7 × 10
−8torr s % i Ü ¼ 9, 7 £ x à ̷ ú § 4 É r 5 × 10
−6torr% i .
CIGS ~ Ã Ì} É r Fig. 1 \ Ð כ % ! 3 , r ç ß \ É r : r ¸
o\ ¦ 3 é ß > Ð ¾ º# Q ] j ¸÷ &% 3 . 1é ß > \ " f In, Ga, x 9
Se F K5 Å q _ 1 l x r 7 £ x µ 1 Ï\ _ K l ó ø Í : r ¸ 350
◦C \ " f
In
1−xGa
xSe
y8 £ x s + þ A$ í ÷ & ¦, 2é ß > õ & ñ \ [ þ t # Ql
Fig. 2. Surface morphologies and cross-sectional SEM images of CIGS thin films according to growth temper- ature at first and second stages, respectively. Tempera- tures denote first stage temperature/second stage tem- perature; (a) 350
◦C/450
◦C, (b) 350
◦C/500
◦C, (c) 350
◦
C/550
◦C, (d) 400
◦C/450
◦C, (e) 400
◦C/500
◦C, (f) 400
◦C/550
◦C, (g) 450
◦C/450
◦C, (h) 450
◦C/500
◦C, (i) 400
◦C/550
◦C.
5ì r ç ß $ í © : r ¸\ ¦ 550
◦C Ð ` ¦ 2 ; Ê ê, Cu ü < Se[ þ t
`
¦ 1 l x r 7 £ x µ 1 Ïô Ç . s Qô Ç õ & ñ 1 l x î ß In
1−xGa
xSe
y8 £ x õ 1
l
x r 7 £ x µ 1 Ï ) a Cu ü < Se[ þ t s ì ø Í6 £ x # CIGS ~ Ã Ì} ` ¦ + þ A$ í ô
Ç . 2é ß > õ & ñ Ê ê CIGS ³ ð \ H # ì r _ Cuü < Se Ð
K Ó o © _ Cu
2Se s © ` ¦ + þ A$ í ô Ç . 3é ß > õ & ñ \ " f Cu
2Se s © ` ¦ ] j l 0 A # , In, Ga,ü < Se F K5 Å q[ þ t
`
¦ 1 l x r 7 £ x µ 1 Ï # þ j7 á x Ü ¼ Ð CIGS ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © ô Ç . s M
: $ í © : r ¸ H 2 é ß > ü < 1 l x{ 9 > Ä »t % i . CIGS ~ Ã Ì }
7 £ x Ã Ì ^ / B N& ñ é ß > \ " f Se É r ½ Ó © 7 £ x µ 1 Ïr & ï r .
s
H Z } É r l ó ø Í : r ¸ Ð ô Ç CIGS ~ Ã Ì} \ " f Se_ 7 £ x µ 1 Ï
`
¦ ÐØ æ l 0 AK " fs . ª ô Ç $ í © l ó ø Í : r ¸\ É r CIGS ~ Ã Ì} _ : £ ¤$ í ` ¦ ¸ l 0 AK " f y é ß > Z > : r ¸
\
¦ ª > [ O & ñ % i . 1, 2é ß > \ " f $ í © : r ¸\ ¦ y y
350 ∼ 450
◦C ü < 450 ∼ 550
◦C # 3 0 A ? /\ " f o % i
¦, 3é ß > \ " f H 2 é ß > \ " fü < 1 l x{ 9 > Ä »t % i . 7 £ x
Ã
Ì÷ & H ~ à Ì} _ ç H{ 9 ¸\ ¦ Z } s l 0 AK " f r « Ñ\ ¦ 15 rpm _ 5
Å
q ¸ Ð { 9 & ñ > r % i . ª ô Ç $ í © : r ¸\ " f 7 £ x
Ã
Ì ) a CIGS ~ Ã Ì} _ & ñ $ í , ³ ð + þ A © x 9 ~ Ã Ì} _ ¿ ºa
H X- r] X l (XRD; Phillips, X’pert pro)ü < > ~ ½ Ó
+ þ A Å Ò & ³p â (SEM; Hitachi, S-4700)` ¦ s 6 x
#
ì r$ 3 % i . ~ Ã Ì} _ ¸$ í É r SEM © q \ Â Ò Ã Ì ) a \
-t ì r í ß ì rF g l (EDS)\ ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ % i . U ·s \
É r ~ Ã Ì} _ ¸$ í É r / å J ÐÄ º~ ½ Ó ì rF g l (GD-OES; Glow Discharge-Optical Emission Spectroscopy) [Jobin-Yvon, JY10000] ü < s s : r| 9 | ¾ Óì r$ 3 l (SIMS) [Cameca, mag- netic sector ims6f]\ ¦ s 6 x % i . I ª t : £ ¤$ í ¨ î \ ¦
0
AK , AlZnO(AZO)/i-ZnO/CdS/CIGS/Mo/glass ½ ¨ ¸ Ð CIGS I ª t \ ¦ ] j ¸ % i Ü ¼ 9, AZO, i-ZnO x 9 CdS ~ Ã Ì }
É r RF Õ ªW 1à Ô : r Û ¼( ' a AZ O õ chemical bath depo- sition(CBD)Z O Ü ¼ Ð 7 £ x Ã Ì % i . I ª t ¨ 8 : £ ¤$ í É r AM 1.5, 100 mW/cm
2 ¸| \ " f ³ ðï r q § I ª t Ð
Ð& ñ ô Ç Ê ê 8 £ ¤& ñ % i .
III. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý õ m Í À X Ø8 ý
Figure 2 H ª ô Ç l ó ø Í : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} _
³
ð õ é ß SEM ` ¦ ? /% 3 . 1 é ß > ü < 2é ß > õ
&
ñ \ " f, $ í © : r ¸ Z }` ¦ à º2 ¤ 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} É r
< Ês ç H\ P s \ O H u x 9 ô Ç & ñ w n [ þ t Ð ½ ¨$ í ÷ &% 3 Ü ¼ 9,
& ñ w n _ ß ¼l 7 £ x % i . ¸ H CIGS ~ Ã Ì} _ ¿ ºa H
1.8 µm Ð { 9 & ñ % i . 1 é ß > : r ¸_ 7 á x À Óü < H ' a >
\ O
s 450
◦C _ 2é ß > $ í © : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} _
â Ä º (Fig. 2(a,d,g), 500
◦C s © \ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS
~ Ã
Ì} õ q §K " f © @ /& h Ü ¼ Ð & ñ w n ß ¼l ¦, ~ Ã Ì} _
³ ð õ ? /Â Ò\ É r l / B N s > r F H כ ` ¦ SEM Ü
¼ ÐÂ Ò' S X % i . 2é ß > õ & ñ _ $ í © : r ¸ 500
◦C s
© Ü ¼ Ð 7 £ x ½ + ÉÃ º2 ¤ CIGS ~ Ã Ì} _ & ñ w n ß ¼l H 7 £ x
% i ¦, É r l / B N s \ O H u x 9 ô Ç ~ Ã Ì} s + þ A$ í ÷ &% 3 . s
H 2 é ß > õ & ñ \ " f Cuü < Se 7 £ x µ 1 Ï" é ¶[ þ t s 523
◦C s © _
$ í
© : r ¸\ " f Ó o © _ Cu
2−xSe > r F \ _ ô Ç F & ñ o\ _
ô Ç כ Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a [12]. : £ ¤ y , Fig. 2(i)\ " f Ð כ
%
! 3 , 450
◦C _ 1é ß > \ " f_ $ í © : r ¸ü < 550
◦C _ 2é ß
>
\ " f_ $ í © : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} s © u x 9
" f H & ñ w n ß ¼l \ ¦ t H כ ` ¦ S X % i .
Figure 3 É r ª ô Ç $ í © l ó ø Í : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS
~ Ã
Ì} _ XRD r] X 8 £ ¤& ñ õ Ð" f ½ ¨ ¸& h : £ ¤$ í o\ ¦
? /% 3 . 3é ß > õ & ñ ` ¦ : x K 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} _ ¸
H r] X x ß ¼[ þ t É r 1 é ß > õ & ñ \ " f $ í © ) a In
1−xGa
xSe
y& ñ © x ß ¼ 0 Au ü < Ä » % i [13]. 2é ß > õ & ñ \ " f
$ í
© : r ¸\ ¦ 450
◦C Ð ¦& ñ ¦ 1 é ß > _ $ í © : r ¸\ ¦ y
y 350, 400, 450
◦C Ð oô Ç â Ä º Fig. 3(a,d,g), $ í
© : r ¸ 7 £ x < Ê\ 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} _ & ñ w n É r (112) ü < q § # (220)/(204) ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð Ä º $ í © H
כ
` ¦ ^ ¦ Ã º e . s H 400 oC s © _ 1é ß > _ $ í © : r
¸\ " f (In,Ga)
2Se
38 £ x s & h ] X ô Ç & ñ w n ß ¼l ü < & ñ w n
â
> (grain boundary) + þ A$ í H d \ 2é ß > \ " f 7 £ x µ 1 Ï
÷
& H Cu ü < Se\ _ K Ò q t$ í ÷ & H Ó o^ © _ Cu
2−xSe \ _ K
Cu S X í ß s & ñ w n â > ü < columnar+ þ A_ (In,Ga)
2Se
3grain[ þ t \ " f ¸ ú { 9 # Q l M :ë H Ü ¼ Ð Ò q ty ) a [11]. 1é ß
>
\ " f_ $ í © : r ¸\ ' a > \ O s 500
◦C s © _ 2é ß >
Fig. 3. XRD patterns of CIGS thin films grown on Mo/soda-lime glass substrate at various substrate tem- peratures. Temperatures denote first stage tempera- ture/second stage temperature; (a) 350
◦C/450
◦C, (b) 350
◦C/500
◦C, (c) 350
◦C/550
◦C, (d) 400
◦C/450
◦C, (e) 400
◦C/500
◦C, (f) 400
◦C/550
◦C, (g) 450
◦C/450
◦
C, (h) 450
◦C/500
◦C, (i) 400
◦C/550
◦C.
$ í
© : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} É r (220)/(204) Ð H (112) C ¾ ÓÜ ¼ Ð Ä º $ í © % i ¦, l ó ø Í : r ¸ 7 £ x < Ê\
& ñ $ í s ¾ Ó © ÷ & H כ ` ¦ S X % i . s H 2 é ß >
\
" f Cu_ S X í ß Ö ¦ õ CIGS ~ Ã Ì} $ í © Ö ¦ s 500
◦C s
© _ Z } É r $ í © : r ¸\ " f Ø æì r ô Ç \ P \ -t / B N/ å L \ _ K
(In,Ga)
2Se
38 £ x ? /Â Ò Ð Cu S X í ß s " é ¶ Ö ¸ > ' ÷ &# Q (112) Ä º ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð CIGS ~ à Ì} s 7 £ x à Ì÷ & H כ Ü ¼ Ð ó ø Í é
ß ) a . l ó ø Í : r ¸ 7 £ x \ É r 7 £ x Ã Ì ) a ~ à Ì} _ & ñ w n ß ¼ l
x 9 & ñ $ í ¾ Ó © \ @ /ô Ç SEM ³ ð /é ß + þ A © õ XRD 8
£ ¤& ñ õ { 9 u H כ ` ¦ · ú Ã º e .
CIGS ~ Ã Ì} _ U ·s \ É r " é ¶ è ì r í\ ¦ ¸ l 0 A K
" f, Â ú ª É r r ç ß (Ã ºz í s ? /)? /\ ¿ º î r( Ã ºz µm s
?
/) ~ Ã Ì} \ @ /ô Ç U ·s ¸$ í ì r$ 3 s 0 p x ô Ç GD-OES\ ¦ s 6
x # ì r$ 3 ` ¦ z ´r % i . : r z ´+ « > É r CIGS ~ Ã Ì} \ @ / ô
Ç ³ ðï r r « Ñ \ O l M :ë H \ , ï r q ) a CIGS r « Ñ\ @ / ô
Ç & ñ S X ô Ç & ñ | ¾ Ó ì r$ 3 É r # Q§ > ¦, CIGS ~ Ã Ì} \ @ /ô Ç & ñ
$ í
x 9 U ·s \ É r " é ¶ è_ ì r í\ ¦ ¸ ¦ % i .
Fig. 4 H ª ô Ç $ í © l ó ø Í : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ Ã Ì }
\ @ /ô Ç U ·s \ É r ¸$ í ì r í\ ¦ GD-OES\ ¦ s 6 x
#
8 £ ¤& ñ ô Ç õ \ ¦ ? /% 3 . ¸ H r « Ñ\ @ /ô Ç U ·s ì r
$
3 \ " f CIGS ~ à Ì} õ Mo ~ à Ì} ç ß _ > É r Ì º§  > ½ ¨ ì
r ÷ &% 3 ¦, CIGS ~ Ã Ì} ? /\ Cu, In, Ga x 9 Se " é ¶ è ç H { 9
> ì r í ¦ e H כ ` ¦ S X % i . U ·s \ É r ¸
$ í
ì r í ì r$ 3 \ " f CIGS ~ Ã Ì} _ ³ ð % ò % i \ Cu " é ¶ è_
ª s y èô Ç כ ` ¦ S X % i . s כ É r 2 é ß > õ & ñ \ " f
Fig. 4. (Color online) GD-OES depth profile of CIGS thin films deposited on Mo/soda-lime glass substrate with various substrate temperatures. Temperatures de- note first stage temperature/second stage temperature;
(a) 350
◦C/450
◦C, (b) 350
◦C/500
◦C, (c) 350
◦C/550
◦
C, (d) 400
◦C/450
◦C, (e) 400
◦C/500
◦C, (f) 400
◦
C/550
◦C, (g) 450
◦C/450
◦C, (h) 450
◦C/500
◦C, (i) 400
◦C/550
◦C.
Fig. 5. (Color online) SIMS depth profile and chemical composition analysis of the CIGS thin films deposited under first stage temperature of 450
◦C and second stage temperature of 550
◦C.
Cu ü < Se_ 7 £ x µ 1 Ï\ _ K Cu õ e ç CIGS ~ Ã Ì} s + þ A
$ í
÷ & 9, Cuü < Se[ þ t _ õ e ç 7 £ x µ 1 Ï\ _ ô Ç Cu
2−xSe s © ]
j \ ¦ 0 AK 3é ß > õ & ñ \ " f In, Ga x 9 Se[ þ t` ¦ F 7 £ x µ 1 Ï
H õ & ñ \ _ K ³ ð \ Cu  Ò7 á ¤ ô Ç CIGS ~ à Ì} s + þ A$ í
÷
&% 3 l M :ë H Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . GD-OES U ·s ì r$ 3 \ " f Cu, In, Ga ü < Se[ þ t s Mo F G` ¦ : x K Â Òì r& h S X í ß s µ 1 ÏÒ q t ô
Ç כ Ü ¼ Ð ^ ¦ Ã º e . Õ ª Q s Qô Ç õ H, Z } É r l
Fig. 6. (Color online) Performance of CIGS solar cell fab- ricated using CIGS thin films deposited under first stage temperature of 450
◦C and second stage temperature of 550
◦C.
ó
ø Í : r ¸ Ð ô Ç CIGS ~ à Ì} õ Mo F G s > \ " f_ intermixing ´ òõ , alloy formation_ ¸½ + Ë, Mo 8 £ x _ ³ ð
} 9 l , Ô ¦ç H{ 9 ô Ç Û ¼( ' a A\ _ K µ 1 ÏÒ q t½ + É Ã º e [14].
GD-OES\ ¦ s 6 x ô Ç U ·s ¸$ í ì r$ 3 õ ÐÂ Ò' S X ) a CIGS ~ Ã Ì} _ ¿ ºa H SEM _ é ß \ " f S X ) a õ ü
< { 9 u % i ¦, CIGS ~ Ã Ì} ] j ¸õ & ñ \ " f $ í © l ó ø Í : r
¸_ o CIGS ~ Ã Ì} ? /Â Ò " é ¶ è ì r í\ % ò ¾ Ó` ¦ p u
H כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a .
Figure 5 H : r ½ ¨\ " f 1 é ß > 450
◦C, 2 é ß > 550
◦
C _ þ j& h o ) a $ í © : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} \ @ / ô
Ç SIMS U ·s ¸$ í ì r$ 3 õ s . CIGS ~ Ã Ì} É r U ·s \
Cu, In, Gaü < Se " é ¶ è[ þ t s ç H{ 9 > ì r í % i Ü ¼ 9, CIGS ~ Ã Ì} ³ ð % ò % i \ " f Cu_ < Ê| ¾ Ós y è H כ ` ¦ S X
% i . SIMSü < GD-OES ì r$ 3 õ \ " f y " é ¶ è\ @ / ô
Ç Ø ¦ l y ¸ x 9 Ø ¦ ~ ½ ÓZ O \ µ 1 ÏÒ q tô Ç Cu, In, Gaü <
Se[ þ t \ @ /ô Ç x ß ¼[ jl s s ü @\ H U ·s \ É r { 9 & ñ ô
Ç " é ¶ è ì r í_ â ¾ Ós Ä » % i . " f GD-OES U · s
¸$ í ì r$ 3 ` ¦ : x K CIGS ~ Ã Ì} ? / " é ¶ è[ þ t _ ì r í & ñ ¸
\
¦ S X ½ + É Ã º e H כ Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a . þ j& h _ $ í © : r ¸
\
" f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} _ " é ¶ è| ¾ Ó` ¦ EDS\ ¦ s 6 x # ì r
$
3 ô Ç õ , Cu/(In+Ga)ü < Ga/(In+Ga)_ " é ¶ èq H y y
1.15 x 9 0.31s % 3 .
Figure 6 É r 2.5 × 2.5 cm
2_ Mo/Ä »o l ó ø Í 0 A\ þ j& h
o ) a $ í © : r ¸\ " f 7 £ x Ã Ì ) a CIGS ~ à Ì} ` ¦ s 6 x #
&
h
0.47 cm
2 Ð ] j ) a CIGS I ª t \ ¦ · p כ s .
þ
j& h $ í © : r ¸\ " f ] j ¸ ) a CIGS I ª t H > h~ ½ Ó · ú 0.406 V, é ß | Ã Ì À Óx 9 ¸ 36.6 mA/cm
2, Ø æz ´ ¸ 58 % x 9
¨ 8
´ òÖ ¦ 8.12 % _ : £ ¤$ í ` ¦ Ð% i . s H : r z ´+ « >\ " f þ j& h _
$ í © ¸| \ " f 7 £ x à Ìô Ç CIGS ~ à Ì} _ & ñ C ¾ Ó, & ñ $ í 7
£
x x 9 grain ß ¼l 7 £ x ÷ r ë ß m CdS, i-ZnO, AZO
~ Ã
Ì} _ þ j& h 7 £ x Ã Ì ¸| \ _ ô Ç CIGS ? / Ò\ " f Ò q t$ í ) a
&
ñ / B N õ [ þ t _ ± ú É r F ½ + ËÖ ¦ õ Z } É r s 1 l x ¸\ l ô
Ç כ Ü ¼ Ð Ò q ty ½ + É Ã º e .
IV. + s Ç Â ] Ø
CIGS ~ Ã Ì} s 1 l x r 7 £ x µ 1 ÏZ O Ü ¼ Ð ª ô Ç $ í © : r ¸_ 3é ß
>
7 £ x à Ìõ & ñ Ü ¼ Ð ï r q ÷ &% 3 . 1é ß > 450
◦C ü < 2é ß > 550
◦
![2009 4 X N Ë Ê Ý] K ¡Ê Ý w Õ ×Ê ÝX N Ë ö n ÚP I w Ê Ý" e8 ý w Õ ×Ê ÝX N ËÊ Ý 5 Ó Þ8 ý X ì ı n ÇV R Ë Ä Z ØV Ä](data:image/gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAP///wAAACH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAICRAEAOw==)