钼薄膜中杂质扩散的衬底温度依赖性建模

摘要： 碱金属离子是提升多晶铜铟镓硒（CIGS）太阳能电池性能的关键因素。通常，钠钙玻璃基板本身就含有多种碱金属离子。这些离子要到达CIGS层，必须通过金属背接触层扩散。这种金属背接触层通常采用溅射法沉积，其形貌受包括基板温度在内的多重因素影响。通过调整沉积参数制备不同工艺条件下的薄膜，并结合多种材料表征手段（X射线衍射、扫描电子显微镜和二次离子质谱）与数值模拟，我们在此证明：对于碱金属离子而言，有效的扩散路径与扩散速率同等重要。随着基板温度升高，阻碍碱金属离子扩散的机制会从扩散速率限制有效转变为扩散路径限制。研究表明，当基板温度超过100°C时，缺乏有效扩散路径成为碱金属离子传输的主导制约因素。