銅上のアトムプローブトモグラフィ研究（、ジョージア州）SE<sub> 2</sub>粒界
Summary
本研究では、CIGS太陽電池の光吸収層の粒界を研究するための原子プローブ断層撮影技術の使用を記載している。公知の構造の所望の粒界を含むアトムプローブ·チップを製造するための新しいアプローチは、ここで提示される。
Abstract
現存する技術と比較して、アトムプローブトモグラフィは、化学的にナノスケールで、三次元の内部インターフェースを特徴づけることができるユニークな手法です。確かに、APTは高感度（ppmオーダー）と高い空間分解能（サブnm）を持っています。
かなりの努力が知られている構造を有する所望の粒界が含まれているAPTチップを作製し、ここで行った。実際に、集束イオンビーム、電子後方散乱回折、および透過電子顕微鏡を組み合わせ用いて部位特異的試料調製は、本研究で示されている。この方法では、アトムプローブトモグラフィーによって研究される銅の既知の構造と場所（で、GA）のSe 2薄膜で選択した粒界を可能にします。
最後に、我々は、Cuの粒界を研究するアトムプローブ断層撮影法（インとGa）Seを2薄膜太陽電池を使用することの利点と欠点を議論する。
Introduction
吸収材料としてのカルコパイライト構造化された化合物半導体のCu（、ジョージア州）のSe 2（CIGS）に基づいて薄膜太陽電池は、その高い効率、耐放射性、長期安定した二十年以上のために開発されているパフォーマンス、および1-3低生産コスト。これらの太陽電池は、すなわち、CIGS吸収体層の良好な光学的性質に起因する僅か材料消費で直接バンドギャップおよび高い吸収係数1,2を製造することができる。厚さがわずか数マイクロメートルの吸収体膜は、高い光電流を生成するのに十分である。電極に光生成電荷キャリアの拡散経路が比較的短いので、CIGS吸収体は、多結晶形態で製造することができる。太陽電池は、これまで達成されたCu（では、ガリウム）のSe 2の最大効率（CIGS）は、すべての薄膜太陽電池の中で最も高い値である20.4％4である。
ove_content ">さらに、両方の製造コストの低減及び太陽電池効率の向上が不可欠である。後者はCIGS吸収体層の微細構造と化学組成に強く依存している。ジャンプインタフェースは、CIGS薄膜太陽電池技術を確立するために、吸収器内の特定の結晶粒界（GB単位）で、それらは光生成電荷キャリアの輸送に影響を与えることができるように、極めて重要な役割を果たす。CIGS太陽電池に関して、主未解決の問題の一つは、CIGS GB単位の良性の性質、 すなわち多結晶 CIGS吸収フィルムは、GB単位と格子欠陥の密度が高いにもかかわらず、優れた細胞の効率が得られます。
何人かの著者は、その電気的特性5,6、文字と方位7-9と同様に不純物偏析10-13に関してソーラーグレードのCIGS膜でGB単位を検討した。これらproperti間しかし、明確なリンクなしエスこれまでに確立することができる。特に、局所的な化学組成及びGBとの不純物含有量に関する情報の実質的な欠如している。
過去二十年では、アトムプローブトモは（APT）の有望なナノ分析技術14-17の一つとして浮上している。最近まで太陽電池の研究は、主にAPTサンプル調製プロセスにおける困難と従来のパルス電圧原子プローブを用いた半導体材料の分析の限られた能力によって制限されている。これらの制限は、主に'リフトアウト法'集束イオンビーム（FIB）加工18およびAPTパルスレーザ16の導入に基づいての開発によって克服されています。 CIGS太陽電池の特性評価APTについて、いくつかの論文が強くさらなる調査のために奨励され、19-23を発表してきた。
本論文では、iの内部勉強する方法のガイドラインを提供しますアトムプローブ断層撮影法によるCIGS薄膜太陽電池でnterfaces。
Protocol
Representative Results
Discussion
現在の研究ではCIGS光起電用途に使用される化合物半導体材料におけるランダムHAGBにAPTの結果を提示している。さらに、我々はまた、EBSDやTEMなどの補完技術と併せてそのAPTを示している、CIGS太陽電池の構造物のプロパティの関係を解明するための強力なツールです。まず、EDX / EELSは粒界に低NaおよびO濃度を検出し、第二に、EDX / EELS、特に、すべての要素に敏感ではないためではない十分な?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
この作品は、ドイツ研究協会（DFG）（契約CH 943/2-1）によって設立されています。著者は、この仕事のためにCIGS光吸収層を製造するためのZentrumのエリーゼのためSonnenenergieウントWasserstoff-Forschungバーデン·ヴュルテンベルク州からヴォルフガングDittus、とステファンPaetelに感謝したいと思います。
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