[PDF]     http://dx.doi.org/10.3952/lithjphys.52303

Open access article / Atviros prieigos straipsnis

Lith. J. Phys. 52, 219223 (2012)


PHYSICOCHEMICAL FEATURES OF DIELECTRICAL NANO-BARRIER LAYERS IN CdSexS1–x FILMS FORMED BY SCREEN PRINTING METHOD
Yu.V. Trofimova, L.N. Surviloa, E.F. Ostretsova, and M.S. Tivanovb
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 CdSexS1-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 CdS1xSex 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