Статьи автора

Исследование режимов осаждения пленок Cu₂O методом ВЧ магнетронного распыления для применения в структурах солнечных элементов

Номер выпуска 1 от 01.01.2025

Проведено осаждение пленок Cu₂O методом высокочастотного (ВЧ) магнетронного распыления в бескислородной среде при комнатной температуре. Исследовано влияние мощности и давления в камере на скорость осаждения, структурные и оптические свойства пленок Cu₂O. Показано, что зависимость скорости осаждения пленок Cu₂O от мощности распыления имеет практически линейный характер и незначительно возрастает при увеличении давления аргона в камере. Получено, что все пленки Cu₂O имеют преимущественно нанокристаллическую структуру, состоящую из столбчатых зерен, средний размер которых возрастает от 10 до 30 нм при увеличении мощности распыления от 25 до 100 Вт и давления в камере от 3·10^–3 до 7·10^–3 мбар. При этом пленки Cu₂O имеют относительно гладкую поверхность со средней шероховатостью в диапазоне от 4.5 до 5.9 нм. Установлено, что для осаждения пленок Cu₂O с наибольшим размером зерен и низкой шероховатостью поверхности оптимальной является мощность распыления 75 Вт и давление в камере 5·10^–3 мбар. Показано, что при данном режиме магнетронного напыления пленка Cu₂O имеет два основных дифракционных пика, которым соответствуют ориентации кристаллических плоскостей (111) и (200) для кубической фазы Cu₂O, а также высокое оптическое поглощение до порядка 600 нм и ширину запрещенной зоны 2.18 эВ. Проведено изготовление макетов солнечных элементов на основе гетероперехода ZnO/Cu₂O методом магнетронного распыления при комнатной температуре и исследованы их вольт-амперные характеристики. Полученные результаты могут быть использованы при разработке структур и технологических процессов формирования солнечных элементов на стеклянной и гибкой подложках с помощью метода магнетронного распыления.

69 0