Fの代表的なサンプリングe CIGS、大面積SIMSを用いた太陽電池、イメージング深度プロファイル

アプリケーションノート

はじめに

Fe、Ni、Crなどの不純物はCIGSの性能に悪影響を及ぼす可能性があります。 太陽電池。 したがって、不純物濃度が表面の位置によって異なる可能性があることを理解することが重要です。 Fe 汚染 スチール基板上のCIGSの場合、一般的な問題です。 SIMS 異なる場所(XY)でのFe濃度と均一性を決定するためによく使用されます。

CIGS /鋼基板中のFeの横方向の分布はしばしば不均一であることが観察されます。 したがって、一般的なSIMS分析条件を使用して収集されたFeデータは、代表的でないサンプリングのために誤解を招く可能性があります。 この問題に対処するには、より優れたSIMSサンプリングアプローチが必要です。

SIMSの実験

酸素イオンの一次ビーム(O2+)はCIGS中のFeのSIMS分析に使用されます。 集束一次ビームのスポットサイズは、〜XNUMX〜XNUMXμmである。 一次ビームは正方形領域、典型的には幅が15-20μmにわたってラスター化される。

二次イオン(Fe+ラスタエリアの中央部分から発生した)を収集します。 SIMS機器では、二次イオンは、EM、FC、またはIon Imageのいずれかを使用して検出することができる。

 

ラスタ領域の中央部から発生した二次イオン(Fe +)を集める。 SIMS機器では、二次イオンは、EM、FC、またはIon Imageのいずれかを使用して検出することができる。

 

 

CIGS / STEEL FOILの結果 -  FE

CIGS / STEEL FOILの結果 - FE

典型的なSIMS分析条件下では、〜XNUMXμm(直径)のデータ収集面積で、Fe濃度はしばしば場所ごとに大きな変動を示す。

Feプロファイルは、300μm離れた2つの場所から取得されたものです。Fe濃度の違いは、〜10 xです。

Feプロファイルは、300μm離れた2つの場所から取得されたものです。Fe濃度の違いは、〜10 xです。

FeのSIMSイオン像:450×450 mmの面積

FeのSIMSイオン像:450×450 mmの面積

CIGS /鋼箔中のFeの二次イオン像 より明るいスポットはより高いFe濃度を表す。

XNUMX - XNUMXμmのSIMS検出領域では、検出されたFe信号はサンプル中の平均Fe濃度を表していない可能性がある。

解決策:大規模な収集エリア

解決策:大規模な収集エリア

約400mm離れた400つの別々の場所で3x1.5μmの収集領域を使用して収集されたFeプロファイルは、大幅に少ない変動を示します(<50%)

解決策:大面積画像深度プロファイルおよび選択領域深度プロファイル

解決策:大面積画像深度プロファイルおよび選択領域深度プロファイル

SIMS像深さプロファイルは、XNUMX×XNUMXμmデータ収集領域からの総Fe濃度を示す。

領域XNUMXおよび領域XNUMX(XNUMX×XNUMXμm)からの選択された領域深さプロファイルは、通常のSIMSプロファイルにおいてしばしば観察される大きなFe濃度変動の理由を説明する。

概要

CIGS /鋼箔中のFeの横方向分布は、多くの場合、不均一であることが観察されています。 したがって、定期的なSIMSプロファイル分析は、代表的なサンプリングを提供しない場合があります。
大きな収集領域を使用すると、場所間のばらつきが大幅に減少し、サンプル中の平均Fe濃度のより代表的なサンプリングが提供されます。

大面積SIMS像深さプロファイルは、大きなデータ収集領域を提供するだけでなく、不純物の横方向分布を示すイオン像も提供する。 分析後に深さプロファイルを再構築して、異なる場所での不純物の変動を提供することができます。

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