PHYSICOCHEMICAL
FEATURES
OF DIELECTRICAL NANO-BARRIER LAYERS IN CdSexS1–x FILMS FORMED BY
SCREEN
PRINTING METHOD
Yu.V. Trofimov
a, L.N. Survilo
a, E.F.
Ostretsov
a, and M.S. Tivanov
b
aSE “Center of LED
and
Optoelectronic Technologies of National Academy of Sciences of
Belarus”, Logoiski trakt 22, 220090 Minsk, Belarus
bBelarusian
State
University, pr. Nezavisimosty 4, 220030, Minsk, Belarus
E-mail: senso@inel.bas-net.by
Received 29 August 2011; revised 27 March 2012; accepted 20
September
2012
The thermal activation process
of CdSexS1-x films, formed by
screen
printing, was investigated. We mostly focused on the influence
of
thermal treatment conditions on oxidised film formation on the
crystalline grain surface with nano-barrier
“dielectric-semiconductor”
layer generation. The composition and thickness of nano-barrier
layers
were determined by X-ray diffraction (XRD) and X-ray
photoelectron
spectroscopy (XPS) methods. The thickness of nano-barrier layers
was
found to be 2–5 monolayers. It was shown that photoelectric
properties
of CdSexS1-x films were
determined by
the doping level and nano-barrier layer characteristics. By the
use of
XRD and SEM methods we experimentally investigated and justified
that
better microstructure and photoelectric properties (RD/RL ≥ 107)
of
CdSexS1-x films are
achieved by
photosensitivity activation during 15–30 min thermal treatment
in
quasi-closed air atmosphere at 550 °С or during 5–15 min at 600
°С with
low speed cooling (3 °С/min). The manufacturing method for
obtaining
CdSexS1-x films with assigned characteristics determined by
paste
composition and properties, thermal treatment regime and medium
optimisation was developed.
Keywords: nano-barrier
layer,
thermal activation, screen printing, CdSexS1-x
solid solution
PACS: 78.55.Et,
85.30.Hi,
85.60.Dw
STORASLUOKSNE
TECHNOLOGIJA
PAGAMINTŲ CdSexS1–x SLUOKSNIŲ FIZINĖS IR
CHEMINĖS
DIELEKTRINIŲ NANOBARJERŲ SAVYBĖS
Yu.V. Trofimova, L.N. Surviloa, E.F.
Ostretsova,
and M.S. Tivanovb
aVĮ „Baltarusijos
nacionalinės mokslų akademijos šviestukų ir optoelektroninių
technologijų centras“, Minskas, Baltarusija
bBaltarusijos
valstybinis
universitetas, Minskas, Baltarusija
Ištirta CdSexS1-x sluoksnių,
pagamintų
storasluoksne technologija, termoaktyvacinio proceso eiga.
Pagrindinis
dėmesys skirtas terminių sąlygų įtakai formuotis oksiduotiems
ploniesiems sluoksniams kristalo paviršiuje vykstant nanobarjero
sluoksnio „dielektrikas–puslaidininkis“ generavimui. Nanobarjero
sudėtis ir storis (2–5 monosluoksniai) nustatyti Rentgeno
difrakcijos
ir Rentgeno fotoelektronų spektroskopijos (XPS) metodais.
Parodyta, kad
fotoelektrines plonųjų CdSexS1-x sluoksnių savybes
lemia
priemaišų įtaka ir nanobarjero sluoksnio parametrai. XRD ir
skenuojančios elektroninės mikroskopijos metodais
eksperimentiškai
nustatyta, kad geriausia mikrosandara ir fotoelektrinės savybės
(RD/RL ≥ 107)
gaunamos fotojautrio aktyvacijos metu termiškai veikiant 15–30
min
kvazi-uždaroje oro atmosferoje 550 °C temperatūroje arba lėtai
šaldant
(3 °C/min) 5–15 min 600 °C temperatūroje. Sukurtas plonųjų CdSexS1-x sluoksnių,
pasižyminčių tam
tikromis savybėmis, gamybos metodas. Šias sluoksnių savybes
lemia
pastos sudėtis ir savybės, terminė proceso eiga bei aplinkos
sąlygų
optimizavimas.
References
/
Nuorodos
[1] J.N.
Ross, Thick-film photosensors,
Meas. Sci. Technol.
6(4),
405–409
(1995),
http://dx.doi.org/10.1088/0957-0233/6/4/010
[2] S. Ikegami, CdS/CdTe solar cells by the
screen-printing-sintering
technique: Fabrication, photovoltaic properties and
applications, Sol.
Cell.
23(1–2), 89–105
(1988),
http://dx.doi.org/10.1016/0379-6787(88)90009-9
[3] R.H.
Bube,
Photoelectronic Properties
of Semiconductors (Cambridge
University
Press, Cambridge, 1992),
http://www.cambridge.org/gb/knowledge/isbn/item1140604/
[4] M. Tivanov, E. Ostretsov, N. Drozdov, L. Survilo, A.
Fedotov, Yu.
Trofimov, and A. Mazanik, Optical and photoelectrical properties
of
CdSe
xS
1-x films produced by
screen-printing technology, Phys. Status Solidi B
244(5), 1694–1699
(2007),
http://dx.doi.org/10.1002/pssb.200675137
[5] D.M. Strateichuk, E.F. Ostretsov, V.I. Shtanov, L.N.
Survilo, Yu.V.
Trofimov, I.A. Ryzhikov, and R.Kh. Akchurin, Effects of paste
composition and heat-treatment conditions on the
microstructure
of polycrystalline
CdS
1–xSe
x films, Inorg.
Mater.
44(1), 6–12
(2008),
http://dx.doi.org/10.1134/S0020168508010020
[6] A.S.
Meshkov, E.F.
Ostretsov, W.V.
Pogosov, I.A.
Ryzhikov, and Yu.V.
Trofimov, Photoconductivity of CdS-CdSe granular films:
influence of
microstructure, Semicond. Sci. Technol.
25, 065013 (2010), 8 pp.,
http://dx.doi.org/10.1088/0268-1242/25/6/065013
[7]
QUASES-IMFP-TPP2M,
www.quases.com