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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 23/2018

29.09.2018

Effect of e-beam evaporated elemental metal stack precursors on the property of Cu(InGa)Se2 thin films through two-step process

verfasst von: Jieyi Chen, Honglie Shen, Zihao Zhai, Yufang Li

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 23/2018

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Abstract

Two-step process is considered to be more simple than co-evaporation method in Cu(InGa)Se2 (CIGS) thin films preparation process. However, research on CIGS thin films prepared by two-step process based on evaporation of elemental metals Cu, In and Ga is hardly reported. In this work, four types of metal stacks engineered as In/Ga/Cu/Ga/In (type A), Cu/Ga/In (type B), Cu/In/Ga (type C) and Cu/Ga/In/Cu (type D) were prepared and effects of metal stack precursors on properties of CIGS thin films formed by two-step process were studied. All types of precursors consisted of Cu–In, Cu–Ga and In phases. CIGS thin film from type A precursor showed poor compactness and relative high surface roughness due to the ordered defect compounds on the surface. Type B precursor exhibited a better compactness and crystal quality which led to an optimal structural property of films among all types of CIGS thin films. The reduction of Ga/(Ga + In) and the gaps appeared at the Mo/CIGS interface of CIGS thin film from type C precursor were explained by the re-evaporation of Ga element and compensation of In element during selenization. Grain size in CIGS thin film from type D is a little smaller than that from type B. Models of selenization process in different types of precursors were given. CIGS solar cell from type B exhibited the highest conversion efficiency of 9.2%.

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Metadaten
Titel
Effect of e-beam evaporated elemental metal stack precursors on the property of Cu(InGa)Se2 thin films through two-step process
verfasst von
Jieyi Chen
Honglie Shen
Zihao Zhai
Yufang Li
Publikationsdatum
29.09.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 23/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-0108-8

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