Nouvelles connaissances dans la teneur en oxygène des couches minces en cuivre-gallium.

Les gaz résiduels dans l'équipement sous vide pendant le procédé de pulvérisation déterminent la teneur en oxygène des couches précurseur en cuivre-gallium beaucoup plus que le matériau de la cible lui-même. Découvrez nos résultats pour cette recherche.

Cibles de pulvérisation Les impuretés dans la couche CIGS diminuent l'efficacité de la cellule solaire. Bien qu'une petite teneur d'oxygène soit présente dans toutes les cibles de pulvérisation, la quantité réelle varie selon le procédé de fabrication. Le taux d'oxygène est plus faible dans les cibles produites par fusion que dans les cibles produites en utilisant les techniques de la métallurgie des poudres qui, cependant possèdent une microstructure sensiblement améliorée.

"Nos recherches ont été pilotées par la question si le contenu plus élevé en oxygène dans les cibles faites par métallurgie des poudres a également une incidence sur les couches pulvérisées ou pas." explique Christian Linke, Chef de projet R&D chez Plansee. Un test de pulvérisation en utilisant une cible produite par fusion a prouvé que la teneur en oxygène du film était 200 plus élevée que celle de la cible. Dans le cas de cibles par métallurgie des poudres, le niveau des impuretés augmentait d'un facteur 2, avec comme résultat que la teneur en oxygène dans les films pulvérisés était pratiquement identique pour les deux méthodes de production (approximativement 0,4 pourcent atomique).

La teneur en oxygène est donc déterminée principalement par le gaz résiduel dans la chambre de pulvérisation. La teneur plus élevée des cibles CuGa par métallurgie des poudres est donc non critique pour la production de couches précurseur CuGa.

En conséquence, les clients peuvent profiter pleinement des cibles produites par métallurgie des poudres comparées aux cibles produites par fusion: une microstructure de grains extrêmement fine qui apporte une distribution plus homogène de gallium dans le film. Ceci améliore significativement la stabilité du procédé comme l'a confirmé une étude comparative dans une production pilote.

Vous souhaitez connaître tous les détails ? Les résultats détaillés de la recherche sont disponibles dans Proceedings of the 28th EU-PVSEC 2013 publié sous le titre “Chemical purity of copper-gallium thin films deposited from different sputtering targets”, pages 2345 à 2348. .