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Effect of Ga introduction during the second stage of a coevaporation process of Cu(In,Ga)Se2 layers at low temperature on polyimide substrates

Authors :
Muriel Bouttemy
Daniel Lincot
Frédérique Donsanti
Valentin Achard
Laurent Lombez
Marie Jubault
Solène Béchu
Matteo Balestrieri
Thibaud Hildebrandt
Negar Naghavi
Arnaud Etcheberry
Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN)
Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685)
Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut Lavoisier de Versailles (ILV)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche et Développement sur l'Energie Photovoltaïque (IRDEP)
EDF R&D (EDF R&D)
EDF (EDF)-EDF (EDF)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Laboratoire Innovation en Chimie des Surfaces et NanoSciences (LICSEN UMR 3685)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris - Chimie ParisTech-PSL (ENSCP)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-EDF R&D (EDF R&D)
EDF (EDF)-EDF (EDF)
Source :
Thin Solid Films, Thin Solid Films, Elsevier, 2019, 669, pp.494-499. ⟨10.1016/j.tsf.2018.11.037⟩, Thin Solid Films, 2019, 669, pp.494-499. ⟨10.1016/j.tsf.2018.11.037⟩
Publication Year :
2019
Publisher :
HAL CCSD, 2019.

Abstract

A proper control of Ga concentration profile is mandatory to achieve high efficiency Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) solar cells. At low temperature, deep gradients, detrimental for carriers' diffusion, are obtained when CIGS is deposited with a standard three-stage process: an optimization of the process is needed. In this study, we show the impact of a modify three-stage process on the depth of the notch by introducing Ga flux during the second stage from 0 nm/min to 1.1 nm/min. A higher open circuit voltage compensated by a lower short current density is obtained due to higher band gap energy. The surface and the bulk of the CIGS layer was analyzed at the end of the second stage by coupling different characterization techniques: glow discharge optical emission spectroscopy, Raman and X-ray photoelectrons spectroscopy. The presence of binary compounds as well as a Ga enrichment at the end of the second stage are observed when Ga is introduced during the second stage.

Details

Language :
English
ISSN :
00406090
Database :
OpenAIRE
Journal :
Thin Solid Films, Thin Solid Films, Elsevier, 2019, 669, pp.494-499. ⟨10.1016/j.tsf.2018.11.037⟩, Thin Solid Films, 2019, 669, pp.494-499. ⟨10.1016/j.tsf.2018.11.037⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....63fa017cc0b97f579758975aaf526b5d
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.tsf.2018.11.037⟩