Спектри пропускання тонких наноструктурованих плівок на основі міді, алюмінію та халькопіриту, отримані імпульсним газорозрядним способом

Abstract

Наведено методику і техніку дослідження тонких плівок на основі наноструктур оксидів міді, алюмінію та халькопіриту (CuInSe2), які були синтезовані в повітрі та інертних газах шляхом внесення парів електродів в плазму перенапруженого наносекундного розряду з ектонним механізмом розпорошення неоднорідностей на поверхні електродів у сильному електричному полі. Спектри пропускання досліджувались в діапазоні довжин хвиль 200 – 800 нм. Встановлено, що синтезовані імпульсним газорозрядним методом плівки міді, перспективні для використання в якості прозорих електродів, плівки халькопіриту характеризуються сильним поглинанням в діапазоні спектру 200 – 800 нм, що перспективно для їх застосувань в фотовольтаїці.

Приведена методика и техника исследования тонких пленок на основе наноструктур оксидов меди, алюминия и халькопирита (CuInSe2), которые были синтезированы в воздухе и инертных газах путем внесения паров электродов в плазму перенапряженного наносекундного разряда с эктонным механизмом распыления неоднородностей на поверхности электродов в сильном электрическом поле. Спектры пропускания исследовались в диапазоне длин волн 200 – 800 нм. Установлено, что синтезированные импульсным газоразрядным методом пленки меди, перспективные для использования в качестве прозрачных электродов, пленки халькопирита характеризуются сильным поглощением в диапазоне спектра 200 – 800 нм, что перспективно для их приложений в фотовольтаике. Ключевые слова: спектры пропускания, наноструктуры меди, наноструктуры оксидов меди и алюминия, наноструктуры халькопирита, воздух, аргон.

Purpose. At present, alloys of СuIn(Sb)S2(Se2) from chalcopyrite class are perspective materials for solar cells batteries. This is caused by their high absorption coefficient in a wide spectral region as well as high light resistivity of layer coverings. Laser sputtering permit (allow) to obtain stoichiometric thin films of chalcopyrite but the yield of largearea covering is low, and a process of their fabrication is expansive due to high cost of laser and vacuum technique used. Reasonable, exploiting of simpler gas-discharge techniques of chalcopyrite synthesis for photovoltaic solar cells convertors is actual and important. At the same time, optical characteristics of chalcopyrite layers synthesized from over-constrained plasma are not considered. Results of optical absorption spectra for СuInSe2 layers at glass (quarts) substrate, obtained at different gas ambient pressure of over-constrained nanosecond plasma discharge. Methods. Methods and technique for thin films-based coper oxides, aluminum and chalcopyrite Nanostructures obtained in air and inert gases are considered in details for ecotone mechanism of sputtering are considered. For these samples optical transmit ion were investigated in 200 – 800 nm range. Results. Transmission spectra for samples on glass substrates in 200 – 500 and 350 – 800nm, correspondingly, were obtained. Gas ambient – air and argon – at 1 atm pressure for all electrode materials. Layers were obtained by abovementioned technique. We start to register transmition for wave-lengths above 300 nm. For copper-based films sputtered in argon observed maximal transmition. Probably this is nanostructured coper films. Minimal transmition is inherent for aluminum- and chalcopyrite films. The strong absorption of light by chalcopyrite films in the region of 200-800 nm indicates that when the films of chalcopyrite are sprayed with a gas-discharge method, they repeat the stoichiometry of the chalcopyrite electrodes. Conclusions. Pulsed gas-discharge method for copper film preparation is vividly perspective for transparent electrodes applications. Films of chalcopyrite are characterized by strong absorption in the range of the spectrum of 200 – 800 nm, which is promising for their applications in photovoltaics. Keywords: transmission spectra, copper nanostructures, copper and aluminum oxide nanostructures, chalcopyrite nanostructures, air, argon.