ZnO réteg adalékolása napelemkontaktus céljára Virágh Eszter Apáczai Csere János Gyakorlógimnázium 11.o. ZnO réteg adalékolása napelemkontaktus céljára Mentor: Dr. Lábadi Zoltán

Vázlat: 1. Vékonyréteg napelem 2. ZnO leválasztása 3. Kísérleteim 4. Értékelés

A vékonyréteg napelem CuInGaSe2 vékonyréteg napelem rétegszerkezete Vékony réteg: üveg hordozón néhány mikron „vastag” rétegszerkezet Működése: félvezető anyag kontaktusok (vezető anyagok) között Felső kontaktus: átlátszó és vezető legyen – ehhez adalékolni kell Jelenleg alkalmazott leválasztás: reaktív porlasztás Zn:Al ötvözetből

ZnO réteg leválasztása -ALD ALD rétegleválasztás elemi folyamatai ALD rétegek strukturált felületeken ALD = Atomic Layer Deposition (Atomi réteg leválasztás) ALD módszer: váltakozó összetételű gáz impulzusok – atomi rétegenként épül Egyenletes rétegvastagság, hibamentes réteg, tökéletes borítottság Adalékolás?

Kísérleteim I. - rétegnövesztés ALD berendezés ALD berendezés reaktorkamrája Alapötlet: Zn pulzusok közé Al pulzusok beiktatása 1. Minta: referencia, tiszta ZnO 2. minta: minden 35 Zn impulzus után 1 Al impulzus 3. minta: minden 20 Zn impulzus után 1 Al impulzus Közös paraméterek: 500 réteg, 150oC szubsztrát hőmérséklet

Kísérleteim II. – réteg minősítés Az ellipszometria elve Az ellipszometriás mérés és kiértékelés folyamata Ellipszometria: roncsolásmentes vizsgálati módszer, amely a réteg polarizált fénnyel történő kölcsönhatását vizsgálja Információ: vastagság, komplex törésmutató, tiltott sávszélesség, felületi érdesség

Kísérleteim III. – réteg minősítés Ellipszometriás spektrumok Rétegellenállás és –vastagság mint az adalékolás függvénye Rétegellenállás csökken Rétegvastagság csökken Tehát: fajlagos vezetőképesség nő, az adalékolás hatását látjuk! Komplex törésmutató hullámhossz függése különböző réteg-vastagságok, - különböző törésmutatók, - különböző meredekségű felfutó élek a k-függvénynél, - eltolódó tiltott sáv

Továbblépés lehetősége: Következtetések Az Al adalékolt rétegek vastagságcsökkenése megfelel a rácsállandó alapján várható effektusnak Réteg ellenállás csökkenést figyeltünk meg – ez csak az adalékolás következménye lehet Törésmutató és tilos sáv változik Az adalék nagy része elektromosan nem aktív Továbblépés lehetősége: Minták utólagos hőkezelése ALD szubsztráthőmérséklet növelése Hivatkozás: H.Saarenpaa et.al.: aluminium doped zinc oxide films grown by atomic layer deposition for organic photovoltaic devices, Solar Energy Materials and Solar Cells 94 (2010) 1379-1383

Köszönöm a figyelmet