F의 표본 추출e CIGS, 대 면적 SIMS를 사용한 태양 전지, 이미징 깊이 프로필

애플리케이션 노트

소개

Fe, Ni 및 Cr과 같은 불순물은 CIGS의 성능에 악영향을 미칠 수 있습니다. 태양 전지. 따라서 불순물 농도가 표면 위치에 따라 어떻게 달라질 수 있는지 이해하는 것이 중요합니다. Fe 오염 철강 기판의 CIGS는 공통적 인 문제입니다. SIMS 분석 서비스 (XY)에서 Fe 농도와 균일 성을 측정하는 데 자주 사용됩니다.

CIGS / 스틸 기판에서 Fe의 측면 분포는 종종 균일하지 않은 것으로 관찰됩니다. 따라서 일반적인 SIMS 분석 조건을 사용하여 수집 된 Fe 데이터는 대표적이지 않은 샘플링으로 인해 오해의 소지가 있습니다. 이 문제를 해결하려면 더 나은 SIMS 샘플링 접근 방식이 필요합니다.

SIMS 실험

산소 이온의 1 차 빔 (O2+)는 CIGS에서 Fe의 SIMS 분석에 사용됩니다. 포커스 1 차 빔의 스폿 크기는 ~ 15 ~ 20 μm입니다. 기본 빔은 정사각형 영역, 일반적으로 너비가 200-250 μm 인 곳에서 구별됩니다.

2 차 이온 (Fe+)가 수집됩니다. SIMS 장비에서 2 차 이온은 EM, FC 또는 이온 이미지를 사용하여 감지 할 수 있습니다.

 

상기 래스터 영역의 중심부에서 발생 된 2 차 이온 (Fe +)이 수집된다. SIMS 장비에서 2 차 이온은 EM, FC 또는 이온 이미지를 사용하여 감지 할 수 있습니다.

 

 

결과 - CIGS / STEEL FOIL의 FE

결과 - CIGS / STEEL FOIL의 FE

일반적인 SIMS 분석 조건에서 ~ 25 μm (직경)의 데이터 수집 영역에서 Fe 농도는 종종 위치에 따라 큰 변동을 보입니다.

Fe 프로파일은 300 μm 떨어진 두 위치에서 가져온 것입니다. Fe 농도의 차이는 ~ 10x입니다!

Fe 프로파일은 300 μm 떨어진 두 위치에서 가져온 것입니다. Fe 농도의 차이는 ~ 10x입니다!

Fe의 SIMS 이온 이미지 : 450 x 450 mm 면적

Fe의 SIMS 이온 이미지 : 450 x 450 mm 면적

CIGS / Steel foil에서 Fe의 2 차 이온 이미지. 밝은 반점은 높은 Fe 농도를 나타냅니다.

25-60 μm의 SIMS 검출 영역에서, 검출 된 Fe 신호는 샘플의 평균 Fe 농도를 나타내지 않을 수 있습니다.

해결책 : 대형 수거 구역

해결책 : 대형 수거 구역

약 400mm 떨어진 400 개의 개별 위치에서 3 x 1.5 μm의 수집 영역을 사용하여 수집 된 Fe 프로파일은 상당히 적은 변동을 나타냅니다 (<50 %).

솔루션 : 넓은 영역 이미지 깊이 프로파일 및 선택된 영역 깊이 프로파일

솔루션 : 넓은 영역 이미지 깊이 프로파일 및 선택된 영역 깊이 프로파일

SIMS 이미지 깊이 프로파일은 450 x 450 μm 데이터 수집 영역에서 총 Fe 농도를 보여줍니다.

면적 1 및 면적 2 (50 x 50 μm)에서 선택된 면적 깊이 프로파일은 일반적인 SIMS 프로파일에서 자주 관찰되는 Fe 농도 변화의 큰 이유를 설명합니다.

개요

CIGS / 스틸 포일에서 Fe의 측면 분포는 종종 불균일 한 것으로 관찰된다. 따라서 정기적 인 SIMS 프로파일 분석은 대표적인 샘플링을 제공하지 않을 수 있습니다.
큰 수집 영역의 사용은 샘플의 평균 Fe 농도의보다 대표적인 샘플링을 제공하여 위치에 따른 위치 변화를 크게 줄이는 것으로 나타납니다.

대 면적 SIMS 이미지 깊이 프로파일은 큰 데이터 수집 영역을 제공 할뿐만 아니라 불순물의 측면 분포를 보여주는 이온 이미지를 제공합니다. 깊이 프로파일은 분석 후 다른 위치에서 불순물의 변화를 제공하기 위해 재구성 될 수 있습니다.

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