Comparative study on the properties of CuInSe2 and CuGaSe2 thin film

Authors : İdris CANDAN, Hasan Hüseyin GÜLLÜ

Pages : 77-85

Doi:10.31590/ejosat.491331

View : 24 | Download : 16

Publication Date : 2019-03-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Cu(In 1-x Ga x )Se 2 (CIGS) yarıiletken ince filmlerin iki kenar noktası olan x=0 (CuInSe 2 ) ve x=1 (CuGaSe 2 ) ince filmleri, Cu, InSe ve GaSe hedeflerden saçtırma yöntemi ile 250 o C sıcaklıkta soda lime cam alttaşlar üzerine kaplandı. In ve Ga oranı ve üretim sonrası ısıl işlemin CuInSe 2 (CIS) ve CuGaSe 2 (CGS) ince filmlerin özellikleri üzerine etkileri araştırıldı. Üretilmiş filmlerin yapısal özelliklerini incelemek için  X-ışını kırınımı (XRD) ve örneklerin bileşenleri enerji dağılımlı X-ışını kırınımı analizi (EDXA) yöntemi kullanılarak analiz edildi. İnce film örneklerinin Raman aktif modlarının tayini için oda sıcaklığında Raman spektroskopi ölçümleri yapıldı. 400 o C sıcaklıkta ısıl işlem uygulanmış CIS ve CGS ince film örneklerinin en aktif modları (A 1 modu) en yoğun çizgilerin sırayla 178 cm -1 ve 185 cm -1 olduğu gözlendi. Bu mod kalkopirit yapıların Raman spektroskopisinde gözlemlenen en güçlü moddur. Isıl işlem uygulanmamış ve 350 o C’ta ısıl işlem uygulanmış CGS örneklerinde 486 cm -1 çizgisi gözlenmiş olmasına rağmen bu çizginin yoğunluğu artan ısıl işlem sıcaklığı ile ters orantılı olarak azaldığı ve 400 o C uygulanan ısıl işlem sonrası tamamen yok olduğu gözlenmiştir. Üretilen CIS ve CGS ince filmlerin optik geçirgenlik ölçümleri sonucunda ısıl işlem uygulanmayan filmler ve at 400 o C sıcaklıkta ısıl işlem uygulanan filmler için optik bant aralıklarındaki değişim değerleri CIS için 1.28 eV ile  1.45 eV, CGS için 1.68 eV ile 1.75 eV aralıklarında değiştiği  hesaplandı. Numunelerin oda sıcaklığındaki elektriksel iletkenlikleri ısıl işlem öncesi ve 400 o C ısıl işlem sonrasında n-CIS için sırayla 8.6x10 -3 ve 13.6x10 -2 (Ω.cm) -1 , p-CGS için sırayla 1.6 and 1.9 (Ω.cm) -1 olarak ölçüldü.
Keywords : CIS, CGS, İnce Filmler, Saçtırma, XRD, Raman Spektroskopisi