Süleyman Demirel Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Fen Dergisi (Nov 2017)
Termal Buharlaştırma Yöntemiyle Hazırlanan Ga Katkılı CuInSe2 İnce Filmlerin Yapısal Özelliklerinin İncelenmesi
Abstract
Özet: Bu çalışmada, güneş hücrelerinde soğurucu malzeme olarak kullanılan CuInSe2 ince filmler 10-4 Pa vakum altında, yapıyı oluşturan malzemelerin aynı anda termal buharlaştırılma yöntemi ile 400 °C sabit alttaş sıcaklığında cam altlıklar üzerine biriktirilmiştir. Tavlama sıcaklığı ve tavlama yönteminin, filmler üzerine etkisini belirlemek için 3 grup ince film üretilmiş ve bunlardan bir grup referans olarak ayrılmıştır. İkinci grup ince filmler vakum altında 400 °C – 700 °C arasındaki sıcaklıklarda tavlanmıştır. Üçüncü grup ince filmler yapısal değişimlerini incelemek için 500 °C’de azot gazı ortamında selenyum parçacıklarıyla beraber tavlanmıştır (selenizasyon). Vakum altında tavlama işleminde sıcaklık ile kristalleşme arasında doğrudan bir ilişki olmadığı görülmüştür. Azot ortamında yapılan selenizasyon işlemi ise CIS ’in kristalleşmesini iyileştirmiş fakat azot gazının safsızlığından kaynaklanan In2O3 pikleri de oluşmuştur. Yapısal karakterizasyon için SEM, EDS, AFM, XRD sistemleri kullanılmıştır. Farklı ortamlarda tavlamanın etkileri araştırılmış ve Ga katkılı CIS ince filmler için üretim parametreleri belirlenmeye çalışılmıştır. Abstract: In this study, the CuInSe2 thin films, which are used as an absorbing material in solar cells was deposited on glass substrate at a constant substrate temperature of 400 °C by means of thermal co-evaporation method, under 10-4 Pa vacuum pressure. Three groups of thin films were produced to determine the effect of annealing temperature and annealing method on the films, and a group of them were separated as reference. Second group thin films were annealed between 400 °C and 700 °C temperature under vacuum. Third group of thin films were annealed at 500 °C together with the selenium particles in nitrogen gas atmosphere (selenization) to investigate the structural change of the films. It has been found that there is no direct relationship between temperature and crystallization during vacuum annealing. The selenization process in the nitrogen environment improved the crystallization of CIS but the formation of In2O3 peaks originating from the impurity of the nitrogen gas has been seen. SEM, EDS, AFM, XRD systems were used for structural characterization. The effects of annealing in different environments have been investigated and production parameters have been tried to be determined for the Ga doped CIS thin films.
