Cu(In,Ga)Se2 기반(CIGS) 흡수층을 기반으로 하는 광전지(PV) 디바이스는 가장 전도유망한 박막 태양 전지 중 하나입니다. CIGS 물질에 알칼리 원소, 특히 나트륨과 칼륨을 첨가하면 전지 변환 효율에 유익한 효과를 얻을 수 있습니다. SIMS는 깊이 분해능과 분석 처리량이 모두 높은 정량적 깊이방향 프로파일링을 제공합니다. 이러한 기능들은 CIGS 태양 전지를 특성화 분석하는 데 반드시 필요하며, 가능한 구조 또는 조성의 변화를 통해 전체 변환 효율이 증가할 수 있습니다.
이 연구에서는 CIGS 박막이 이중층 Mo 후면 접촉부 위에 준비되고 소다석회유리(SLG) 기판 위에 증착되었습니다. CIGS 층의 Na 농도는 SLG 기판의 SiOx 막과 함께/막 없이 시료를 사용하여 제어되었습니다. SIMS를 사용하여 다양한 GIGS 박막의 원소 심층 분석(매트릭스 종 및 알칼리 금속 Na 및 K)을 특성화 분석할 수 있었습니다.
IMS 7f-Auto는 감도, 깊이 분해능, 질량 분해능, 다이나믹 범위 및 처리량 측면에서 높은 성능을 갖추고 있습니다. IMS 7f-Auto를 사용한 태양 전지 다층 구조의 심층 분포 특성화 분석은 다층 PV 재료 특성화 분석의 다양한 문제(층 계면 품질, 도핑 농도 및 분포, 불순물 제어)를 해결하는 데 매우 유용한 것으로 입증되었습니다.
IMS 7f에서 수집된 데이터, KIST(한국). 출처: M. Kim et al., JVST B 34, 03H121 (2016).