1

УДК 621.382

ТОНКОПЛІВКОВІ ГЕТЕРОПЕРЕХОДИ ZnTe/CdTe

М.М. Колесник, В.В.Косяк, А.С. Опанасюк, С.М. Данильченко* Сумський державний університет, вул.Римського - Корсакова, 2, 40007, Суми, Україна, *Інститут прикладної фізики НАН України, Суми, вул. Петропавлівська, 58, 40030, Суми e-mail: maxxkol@yahoo.com

ВСТУП Телурид кадмію знайшов широке використання як базовий шар плівкових сонячних

елементів (СЕ), що зумовлено його високою фоточутливістю та оптимальним (Eg=1,46 еВ при 300 К) для перетворення сонячної енергії значенням ширини забороненої зони (ЗЗ) [1-3]. При цьому найбільш перспективними в наш час вважаються СЕ на основі гетеропереходів (ГП), де оптичним вікном виступає широкозонний напівпровідник, а поглинаючим шаром - CdTe. Сьогодні найвищі значення КПД перетворення сонячної енергії ( =η 16,5 %), отримані при використанні гетеросистем n-CdS/p-CdTe [4-5]. Однак цей ГП має ряд недоліків, які обмежують його ефективність та часову стабільність. Серед них: утворення на межі напівпровідників прошарку твердих розчинів CdTe1-xSx з x=0,21 (Eg=1,40 еВ) з дуже високим питомим опором та шириною ЗЗ меншою ніж у базового шару CdTe, що знижує фоточутливість СЕ у короткохвільовій області [6-7]; малий час життя та низька рухливість носіїв заряду у телуриді кадмію діркового типу [1-2]; проблема створення високостабільного та низькоомного омічного контакту до p-шару CdTe [8] та ін.

Багатьох недоліків ГП СЕ можна позбутися використовуючи у якості поглинаючого шару пристроїв телурид кадмію з електронною провідністю. Однак у цьому випадку виникає проблема створення широкозонного вікна фотоперетворювача з напівпровідника p-типу. В роботах [9-10] в якості такого матеріалу використаний ZnTe, який єдиний (крім CdTe) з сполук групи А2В6 може бути легко отриманий з дірковою провідністю. Хоча телурид цинку має дещо меншу (Eg=2,26 еВ) ніж сульфід кадмію (Eg=2,42 еВ) ширину ЗЗ, з CdTe він утворює твердий розчин Zn1-xCdxTe ширина ЗЗ якого змінюється лінійно при зміні складу матеріалу від значень характерних для CdTe до значень, які має ZnTe [11]. У ГП на основі телуриду кадмію n-типу провідності виникає більша контактна різниця потенціалів ніж на межі діркового, що збільшує напругу холостого ходу ocU (open circuit voltage) таких СЕ [9]. Важливим з екологічної точки зору є те, що ZnTe на відміну від CdS не містить у своєму складі важкого металу – кадмію.

Недоліком ГП ZnTe/CdTe, як свідчать теоретичні розрахунки, є висока густина поверхневих станів на межі розділу напівпровідників, що обумовлено неспівпаданням їх періодів гратки [12]. Однак, як і у випадку ГП CdS/CdTe, на міжфазній границі ZnTe і CdTe можливе утворення твердих розчинів, які можуть компенсувати це неспівпадання [13]. Нажаль експериментально плівкові ГП ZnTe/CdTe вивчені досить слабко. В роботах [14-15] монокристалічні ГП отримані методом твердотільних реакцій заміщення. Одночасно більш перспективним для для нанесення шарів сполук А2В6 з високою структурною досконалістю є метод КЗО [2, 16]. Це і обумовило мету та задачі даного дослідження.

У представленій роботі досліджені деякі структурні та електрофізичні характеристики ГП p-ZnTe/n-CdTe, отриманих методом КЗО, та окремих шарів у двошаровій структурі.

МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

ГП p-ZnTe/n-CdTe були виготовлені за технологією, яка більш детально описана у [17-18]. Конденсація плівок телуриду кадмію здійснювалася на очищенні скляні підкладки з підшаром молібдену методом квазізамкненого об’єму при температурах випаровувача Tе= 923 К та підкладки Тs = 823 К. Після цього також у квазізамкненому об’ємі наносилися шари

2

ZnTe. Температура випаровувача при конденсації становила Те = 973 К, а температура підкладки змінювалася у діапазоні Тs = 523÷623 К. Нанесення плівок ZnTe одночасно здійснювалося як на скляну підкладку так і на підшар CdTe. Це дало можливість провести порівняльний аналіз характеристик ZnTe отриманих безпосередньо на склі та на підшарі CdTe. Верхні струмоз’ємні контакти до багатошарової структури виготовлені з срібла, шляхом термічного нанесення у вакуумі.

Морфологія поверхні плівок ZnTe, CdTe вивчалася методом растрової мікроскопії (РЕММА-102). Середній розмір зерен (d) в конденсатах знаходився методом Джефріса. Товщина плівок вимірювалася фрактографічно. Структурні дослідження конденсатів були виконані на рентгенодифрактометрі ДРОН 4-07 у Ni-фільтрованому Кα випромінюванні мідного анода. При цьому за методикою описаною у [17-19] з дифрактограм визначалися фазовий склад, період гратки, текстура шарів, а за уширенням дифракційних ліній розмір областей когерентного розсіювання (ОКР), концентрація дефектів пакування (ДП) та рівень мікродеформацій у конденсатах ZnTe на склі та підшарі CdTe. Особливості зарядоперенесення у ГП ZnTe/CdTe визначалися шляхом аналізу вольт-амперних характеристик знятих при різних температурах за методикою описаною у [1, 12]. При цьому встановлювався механізм протікання струму крізь багатошарову структуру.

ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ

СТРУКТУРНІ ВЛАСТИВОСТІ

В роботі [18-19] нами були дослідженні структурні характеристики тонких плівок телуриду цинку і визначені оптимальні технологічні умови отримання шарів з найкращими з точки зору використання у приладових структурах властивостями (однофазність, висока текстурованість, великі розміри кристалітів та ОКР, малий рівень мікродеформацій, тощо): температура випаровувача Те=973 К, температура конденсації Тs=523÷623 К. Ці режими і були використані при нанесені плівок ZnTe на CdTe. Аналогічно шари CdTe конденсувалися в умовах близьких до термодинамічно рівноважних коли вони мали стовпчасту структуру з великим розміром зерна [20]. Товщина отриманих плівок CdTe складала l~5 мкм, конденсати ZnTe мали суттєво меншу товщину l=(1,3-1,5) мкм, оскільки вони повинні добре пропускати сонячне випромінювання до поглинаючого шару з телуриду кадмію.

На рис.1 а, б наведені електронномікроскопічні знімки поверхні плівок CdTe та ZnTe осаджених при вказаних режимах конденсації безпосередньо на скло. З рисунку видно, що плівки CdTe складаються з зерен різних фракцій, як мілких (2-3 мкм) так і значно крупніших (до 10 мкм). На поверхні крупних кристалітів добре розрізняються сходинки росту (рис.1 а). Середній розмір зерна плівок складає ~5 мкм. Плівки ZnTe мають більш однорідну зеренну структуру (рис.1 б). Однак їх середній розмір кристалітів є меншим ніж у плівок CdTe. Так плівки ZnTe отримані при Тs=623 К мали середній розмір зерна ~2 мкм, в той час як конденсати нанесені при Тs=523 К були зовсім мілкодисперсними (d~0,3 мкм).

3

Рис.1. Мікроструктура поверхні плівок CdTe (а) і ZnTe (б) на склі; перехідна область між плівкою ZnTe і CdTe (в), (д); ZnTe на підшарі CdTe (г), (є). Режими конденсації CdTe: Tе= 923 К, Тs = 823 К (а, в, д); ZnTe: Те = 973 К, Тs = 523 К (в, г); Тs =623 К (б, д, є)

На рис.1 в, д показані перехідні області між плівкою CdTe та ZnTe, а на рис.1 г, е

мікроструктура конденсатів телуриду цинку нанесених на підшар телуриду кадмію при різних температурах підкладки. Як видно з рисунків, оскільки плівки ZnTe були достатньо тонкими, вони повністю повторюють структуру поверхні підшару CdTe. На мікрофотокартках (рис. 1 г, є) при цьому чітко прослідковуються межі зерен телуриду кадмію. У плівках ZnTe (рис.1 г), нанесених на підшар CdTe при низьких температурах (Тs=523 К), збільшення розміру зерна порівняно з конденсатами осадженими безпосередньо на скло практично не спостерігається. Це свідчить про подібний механізм росту плівок ZnTe на склі та підшарі СdTe. Він детально описаний у [18]. Однак у більш високотемпературних конденсатах (Тs=623 К) осадження на підшар CdTe приводило до невеликого збільшення їх розміру зерен від ~2 мкм до ~2,5 мкм. При цьому дещо змінювалася і форма зерен плівок

4

ZnTe. Це свідчить про те, що при осаджені високотемпературних конденсатів можливе гетероепітаксіальне утворення зародків ZnTe на поверхні плівок CdTe.

Фрактограма ГП ZnTe/CdTe наведена на рис.2. Видно товсту плівку CdTe покриту більш тонким шаром ZnTe. В плівці CdTe спостерігаються крупні стовпчасті кристаліти, зерна в шарі ZnTe нажаль розрізняються погано.

Рис. 2. Фрактограма ГП ZnTe/CdTe. Режими конденсації плівки ZnTe: Те = 973 К, Тs = 523 К

Типові дифрактограми отримані від плівок ZnTe на склі та ГП ZnTe/CdTe наведені на

рис. 3. Плівки на склі були однофазними зі структурою сфалериту та яскраво вираженою текстурою [111] [18]. Аналіз дифрактограм від двошарової структури показав, що тут теж фіксуються тільки відбивання від кристалографічних площин, що відповідають кубічним фазам ZnTe та CdTe. Присутність у гетеросистемах твердих розчинів рентгенографічно не виявлена, це дає можливість припустити, що отримані нами ГП є досить різкими.

З рис. 3 б, г видно, що домінуючими за інтенсивністю на дифрактограмах від ГП є піки (111) і (222) на кутах 2Θ = 25,330, 51,800 для ZnTe та (111) на куті 2Θ = 23,720 для CdTe. Це свідчить про високу текстурованість як плівок CdTe так і ZnTe. Результати розрахунку структурного фактора (f), що характеризує досконалість текстури плівок ZnTe на склі та CdTe наведені у таблиці 1. Видно, що підшар CdTe практично не змінює якість текстури конденсату ZnTe, нанесеного при більш низьких температурах підкладки (Тs = 523 К), і збільшує її у випадку плівки нанесеної при більш високих температурах (Тs = 623 К). Цей ефект теж може бути пояснений гетероепітаксіальним утворенням зародків ZnTe на сильно тестурованих плівках CdTe.

Прецизійне визначення періодів кристалічної гратки шарів ZnTe та CdTe було проведено за допомогою екстраполяційного методу Нельсона-Рілі [17-18]. Отримані результати наведені у табл.1. Зазначимо, що знайдені значення періоду гратки матеріалів добре узгоджуються з даними ASTM (CdTe – а=0,64820 нм, ZnTe - а=0,61026 нм) [21]. Значення а плівок ZnTe на підшарі CdTe (а=0,61096 нм) є дещо вищими ніж на склі (а=0,61064 нм), що може бути обумовлено встроюванням ревипарованих атомів підшару (Cd, Te) у конденсати. Необхідно відмітити, що у випадку високотемпературних плівок ZnTe значення а знайдені за кутами відбивань від різних кристалографічних площин при використанні методу Нельсона-Рілі апроксимувалися не однією, а двома різними лініями. При цьому період гратки знайдений за відбиваннями від площин (111) та (222) у плівках на підшарі CdTe виявився більшим ніж за іншими відбиваннями. Це може бути ще одним свідченням гетероепітаксіального нарощування шару ZnTe на площинах (111) плівки СdTe, які, внаслідок яскраво вираженої текстури конденсату, є паралельними поверхні підкладки.

5

Рис. 3. Дифрактограми від плівок ZnTe на склі (а, в) та підшарі CdTe (б, г) отриманих

при різних температурах підкладки: Тs = 523 К (а, б); Тs =623 К (в, г)

Рис. 4. Прецизійне визначення періоду гратки телуриду цинку за методом Нельсона –

Рілі: плівка ZnTe на склі (а) та підшарі CdTe (б), Тs =623 К. Таблиця 1. Структурні характеристики шару ZnTe на склі та у ГП ZnTe/CdTe

Зразок Ts, К d, мкм a, нм f CdTe на склі 823 4,9 0,64824 ZnTe на склі 523 0,3 0,61070 за (111)-(222)

0,61064 1,85

ZnTe/CdTe 0,3 0,61096 1,77 ZnTe на склі 623 2,1 0,61040 1,28 ZnTe/CdTe 2,5 0,61005

0,61103 за (111)-(222) 1,87

Шихта ZnTe 0,60990 Довідник CdTe - 0,64820

ZnTe - 0,61026

6

Таблиця 1. Субструктурні характеристики шару ZnTe на склі та у ГП ZnTe/CdTe Зразок (hkl) L, нм ε 103 α′ %

апроксимація за із згортки апроксимація за із згортки Гаусом Коші Гаусом Коші

шихта (111)-(222) 28,57 36,45 37,54 2,03 2,05 1,19 1,43 (200)-(400) 96,24 72,21 75,21 0,67 1,33 1,07

CdTe, Ts=823 К CdTe/скло (111)-(222) 64,13 67,25 61,51 0,48 0,07 0,19

CdTe_ZnTe_1 Ts=523 К ZnTe/скло (111)-(222) 58,69 57,05 58,71 0,56 0,38 0,43 2,25

(200)-(400) 25,88 28,38 26,30 1,88 0,57 1,54 ZnTe/CdTe (111)-(222) 63,92 64,81 63,92 1,98 1,30 1,68 0,31

(200)-(400) 53,95 56,91 54,03 2,46 1,77 1,88 CdTe_ZnTe_2 Ts=623 К

ZnTe/скло (111)-(222) 62,59 60,84 62,62 0,53 0,37 0,41 0,77 (200)-(400) 42,81 48,46 43,14 1,33 0,42 0,99

ZnTe/CdTe (111)-(222) 75,99 117,06 83,19 0,21 0,19 0,09 0,45 (200)-(400) 61,56 103,61 61,82 0,63 0,02 0,17

За фізичним уширеннями дифракційних ліній з використанням апроксимацій Гауса та

Коші [17, 19], а також метода потрійної згортки нами були визначені субструктурні характеристики шарів ZnTe на склі та у ГП. Визначалися розміри ОКР (L) та рівень мікро деформацій ( dd∆=ε , де відстань між кристалографічними площинами) у плівках у напрямках [111] та [200]. Одночасно ці ж характеристики розраховувалися у підшарі CdTe. Відповідні результати наведені у таблиці 1.

Як видно з таблиці, розміри ОКР та значення мікродеформацій отримані методом потрійної згортки у більшості випадків є проміжними між даними одержаними з використанням апроксимацій Коші та Гауса, як це й повинно бути з теоретичних міркувань. Це свідчить про високу достовірність результатів отриманих із аналізу розширення рентгенівських ліній.

Оскільки значення параметрів субструктури плівок CdTe визначені із потрійної згортки є найбільш точними та надійними (похибка складає 11-16%), подальше обговорення результатів будемо проводити за ними.

Як свідчать розрахунки, плівки CdTe отримані в умовах близьких до термодинамічно рівноважних (Ts=823 К) характеризуються достатньо великим розміром ОКР (L111=61,51 нм) та низьким рівнем мікродеформацій (ε111=0,19⋅10-3) у напрямі [111]. Оскільки плівки ZnTe були нанесені на скло при більш низьких температурах підкладки (Ts=523 К), вони мають дещо менший розмір ОКР (L111=58,71 нм) та більш високий рівень мікродеформацій (ε111=0,43⋅10-3) ніж шари CdTe. Однак, при підвищенні температури осадження до Ts=623 К розмір ОКР в них збільшується (L111=62,62 нм), досягаючи величини характерної для плівок CdTe. Одночасно відбувається деяке зниження рівня мікродеформацій у конденсатах ZnTe (до ε111=0,41⋅10-3). Подібне збільшення розміру ОКР спостерігається і в напрямі [200]. Він зростає від 26,30 нм (Ts=523 К) до 43,14 нм (Ts=623 К), при цьому рівень мікродеформацій у цьому напрямі зменшується від ε200=1,54⋅10-3 до ε200=0,99⋅10-3. Як показано нами раніше [22], збільшення розміру ОКР та зниження рівня мікродеформацій при підвищенні температури конденсації є характерним для сполук А2В6. Плівки ZnTe на склі мають низьку концентрацію ДП - =′α (0,77-2,25)%, порівняно з шарами отриманими електроосадженням =′α (1,9-2,25)% [23].

При нанесенні плівок ZnTe на підшар CdTe при низьких температурах, їх розмір ОКР в напрямку [111] слабко збільшується порівняно з конденсатами нанесеними на скло (від 58,71

7

нм до 63,92 нм). Разом з тим в шарах суттєво від 0,43⋅10-3 до 1,68⋅10-3 збільшується рівень мікродеформацій. Більш суттєве зростання L111 спостерігається у плівках отриманих при Ts=623 К - від 62,62 нм до 83,19 нм. Для таких конденсатів характерним є дуже низький рівень мікродеформацій 0,09⋅10-3. Це свідчить про низьку концентрацю дислокацій в обємі кристалітів таких плівок.

Однак найбільш суттєво підшар СdTe впливає на розмір ОКР в напрямі [200]. У низькотемпературних конденсатах він збільшується більше ніж у 2 рази (від 26,30 до 54,03 нм), а у високотемпературних майже у 1,5 (від 43,14 до 61,82 нм). Введення підшару CdTe приводить і до зниження рівня мікродеформацій у цьому напрямі у високотемпературних конденсатах ZnTe. Для плівок телуриду цинку на CdTe характерним є також суттєве зниження концентрації ДП (табл.1).

На нашу думку, всі особливості плівок ZnTe на CdTe можна пояснити їх гетероепітаксіальним наростанням, при якому зникає мілкодисперсний шар на межі матеріалів. Це приводить до збільшення середнього розміру ОКР. Ефект особливо помітен в напрямі [200], оскільки в першу чергу відбувається збільшення діаметру циліндричних зерен орієнтованих у напрямі [111].

ЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ

Вимірювання темнових ВАХ ГП ZnTe/CdTe проводилось нами у діапазоні температур 295÷323 К. Як показали дослідження прямі гілки цих кривих при низьких напругах зміщення (U< 1,28 В) описувалися експоненціальною залежністю, при високих напругах (U> 2 В) вони мали вигляд характерний для протікання струмів обмежених просторовим зарядом. Такі особливості ВАХ є характерними для ГП з високим послідовним опором, коли при підвищенні зовнішньої напруги контактні механізми струмоперенесення змінюються об’ємними. Внаслідок високого послідовного опору багатошарові структури мали невеликий коефіцієнт випрямлення, який не перевищував 20-21. Їх напруга відсічки становила 1,2-1,28 В при кімнатній температурі.

Типові ВАХ ГП ZnTe/CdTe побудовані у напівлогарифмічному масштабі наведені на рис. 4 а, в. Для прямої гілки ВАХ характерним є присутність двох ділянок з різними кутами нахилу до осі напруг. При цьому у випадку структур де шар ZnTe був отриманий при низьких температурах (Тs = 523 К) цей кут не залежить від температури вимірювань (рис.4 а). У випадку отримання ГП при більш високих температурах (Тs = 623 К), при низьких напругах зміщення (U< 0,5 В) кут нахилу кривих струм - напруга визначався температурою вимірювання (рис.4 в).

Незалежність кута нахилу ВАХ до осі напруг є характерною для нетеплових механізмів струмоперенесення через ГП, в той час як зміна цього кута – для термоактиваційних. У випадку протікання дифузiйних, емiсiйних, або рекомбінаційних струмів, які залежать від температури вимірювання, пряма гілка ВАХ ГП при kTeU 3≥ описується виразом [1, 12]:

)exp(0 AkTqUII = , (1)

де

)exp( 0000 kT

UqII k−= . (2)

тут I - сила струму, що проходить через ГП; I0 – сила струму насичення; q - заряд

електрону; U – напруга прикладена до структури; A – коефіцієнт ідеальності ГП (діодний фактор); k – стала Больцмана; Т – температура вимірювання; 0kU - висота потенційного бар’єра на переході при відсутності зовнішньої напруги.

Стала I00 може бути визначена з співвідношення

8

kTUqAI k 0

00

∗

= , (3)

де ∗A - стала Річардсона. Величина діодного фактора А у співвідношенні (1) визначається механізмом

проходження струму через структуру. У випадку нетеплових механізмів струмоперенесення через ГП пряма гілка ВАХ

описується виразом [1, 12]

( )UII αexp0= , (4) де

( )TII βexp000 = . (5) тут I00, α, β - константи, які не залежать від U та T.

Рис. 4. Прямі гілки ВАХ ГП ZnTe/CdTe, зняті при різних температурах вимірювання (а, в) та температурні залежності струму насичення I0 (б, г). Шар ZnTe отриманий при: Тs = 523 К (а, б); Тs =623 К (в, г).

9

Відомо [1, 12, 24], що механізм проходження струму через ГП визначається якістю межі поділу напiвпровiдникових матерiалiв. При збiльшеннi кiлькостi поверхневих дефектів на цій межі відбувається зміна механізму перенесення носіїв через перехід. При цьому погіршуються випрямляючи та iншi характеристики напiвпровiдникових приладiв.

Для визначення механізму струмоперенесення через ГП для кожної лінійної ділянки ВАХ будувалися залежності струму насичення від температури або оберненої температури (рис.4 б, д). З використанням співвідношень (2) або (5) з цих залежностей для відповідного механізму перенесення знаходилися такі параметри переходу як I0, А, 0kU , α, β.

Аналіз ВАХ та температурної залежності струму насичення I0 свідчить що в ГП отриманих при низьких температурах підкладки (Тs = 523 К) реалізується тільки тунельний механізм струмуперенесення. Це дозволяє зробити висновок про дуже дефектну межу розділу напівпровідників. Це заключення співпадає з даними структурних досліджень, згідно з якими гетероепітаксіального нарощування ZnTe на CdTe при низьких температурах підкладки практично не відбувається.

В структурах нанесених при підвищених температурах конденсації (Тs = 623 К) при напругах зміщення U< 0,5 В в ГП реалізується емісійно-рекомбінаційний механізм перенесення носіїв струму. Такий механізм зарядоперенесення є традиційним для ГП з великою невідповідністю (∆а>4%) параметрів гратки контактуючих матеріалів [12, 24]. Розрахунки показали, що висота потенційного бар’єра при цьому становить q 0kU = 1,2-1,3 еВ, коефіцієнт ідеальності дорівнює А= 2,23-2,53, а I0 = 4,59⋅10-9-1,36⋅10-7 А. При U>0,5 В емісійно-рекомбінаційний механізм змінюється тунельним, з параметрами α=0,45 В-1, β = 0,15 К-1.

Зміна механізму струмоперенесення в ГП отриманих при підвищених температурах підкладки свідчить про деяке покращення стану межі розділу напівпровідників. Це скоріше за все пов’язано з гетероепітаксіальним нарощуванням ZnTe на CdTe при таких температурах та утворенням прошарку твердих розчинів на гетерограниці. Однак механізми струмоперенесення, що спостерігалися, все ж свідчать про високу дефектність межі розділу сполук

Створення прошарку твердого розчину в ГП ZnTe/CdTe шляхом підвищення температур осадження плівок ZnTe або післяростового відпалу гетеросистем може суттєво підвищити якість межі розділу напівпровідників і відповідно покращити їх характеристики.

ВИСНОВКИ

В оптимальних технологічних умовах отримані ГП ZnTe/CdTe. У випадку нанесення шарів ZnTe при температурах підкладки Тs = 523 К впливу підшару CdTe на структурні особливості плівок не зареєстровано. При підвищенні температури конденсації до 623 К у плівках ZnTe на CdTe дещо збільшується розмір зерен, покращується досконалість тестури, збільшується період гратки в площині (111). Це свідчить про часткове гетероепітаксіальне наростання шару ZnTe на підшарі CdTe. Ці данні підтверджуються вивченням електрофізичних характеристик ГП ZnTe/CdTe. При підвищенні температури нанесення плівок ZnTe тунельний механізм струмоперенесення через гетеросистему змінюється на емісійно-рекомбінаційний, який є характерним для ГП з більш досконалою межею розділу матеріалів. Подальшого підвищення якості межі розділу матеріалів і відповідно ефективності приладів на основі системи ZnTe/CdTe можна досягти шляхом введення додаткових прошарків твердих розчинів на міжфазній границі.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. А.L. Fahrenbruch, Р.H. Bube. Fundamentals of solar cells. Photovoltaic solar energy conversion

– New York:Academic Press, 1983.- 280 с. 2. J. Poortmans, V.Arkhipov. Thin Film Solar Cells: Fabrication, Characterization and Application.-

John Wiley&Sons, Ltd. IMEC, Leuven, Belgium, 2006.- 471 p.

10

3. A. Bosio, N. Romeo. Polycrystalline CdTe thin films for photovoltaic applications // Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. - 2006. - V.52. - P. 247-279.

4. X. Wu. High-efficiency polycrystalline CdTe thin-film solar cells // Solar Energy. – 2004. – V.6, № 77. – P. 803-814.

5. V.B. Patil, D.S. Sutrave, G.S. Shahane, L.P. Deshmukh. Cadmium telluride thin films: growth from solution and characteristics //Thin Solid Films. - 2001. - V. 401. - P. 35-38.

6. U. Jahn, T. Okamoto, A. Yamada, M. Konagai. Doping and intermixing in CdS/CdTe solar cells fabricated under different conditions// J.Appl.Phys. - 2001. - V.90, №5.- P.2553-2558.

7. S.A. Muzafarova, S.A. Mirsagatov. Effect of ultrasound irradiation on n-CdS/p-CdTe heterostructure// Ukr.J.Phys.-2006.-V.51, №11-12.- Р.1125-1129.

8. D.I. Batzner, A. Romeo, H. Zogg, A.N. Tiwari, R. Wendt. Effect of back contact metallization on the stability CdTe/CdS solar cells// Presented at the 16-th European Photovoltaic Solar Energy Conference. -2000.- Glasgow.

9. A.B.M.O. Islam, N.B. Chaure, J. Wellings at all. Development of electrodeposited ZnTe layers as window materials in ZnTe/CdTe/CdHgTe multi-layer solar cells//Mat. Charact.-2008.- Р.900-905.

10. D.K.Dwivedi, Dayashankar, Maheshwar Dubey. Effect of annealing on the structural and electrical properties of CdTe/ZnTe heterojunction thin films//Chalcog. Lett. – 2009. - V.6, №2.-P.71-76.

11. Н.Н. Берченко, В.Е. Кревс, В.Г. Средин. Полупроводниковые твердые растворы и их применение: Справочные таблицы.-Москва:Воениздат, 1982.-208 с.

12. B.L. Sharma, Р.К. Purohit. Semiconductor Heterojunctions.- Pergamon press, 1974. - 232 p. 13. Y.H. Kim, I.J. Kim, S.D. Lee, K.N.Oh, S.K.Hong, S.U.Kim, M.J.Park. A study on

photoluminescence of interface layer of ZnTe/CdTe heterostructure // J. Cryst Growth. – 2000. – V.214/215. – P.225-228.

14. Gorlei P.N., Demich M.V., Makhnii V.P., Ulyanitskii K.S. Properties of heterojunctions in the system n-CdTe-p-ZnTe// Inorganic Mat. - 2000. - V. 36, №9. - Р. 871-873.

15. Gorlei P.N., Demich M.V., Horley P.P, Makhnii V.P., Ciach R., Beltowska-Lehman E., Swiatek Z. Photoelectric properties of cadmium-zinc telluride heterojunctions// Thin Sol. Films. - 2002. - V. 403-404. - Р. 267-270.

16. J. Luschitz, B. Siepchen, J. Schaffner, K. Lakus-Wollny, G. Haindl, A. Klein, W. Jaegermann. CdTe thin film solar cells: Interrelation of nucleation, structure, and performance// Thin Solid Films. - 2009. - V.517, № 7. - Р. 2125-2131.

17. D. Kurbatov, H. Khlyap, A. Оpanasyuk. Substrate-temperature effect on the microstructural and optical properties of ZnS films obtained by close-spaced vacuum sublimation//Phys. Stat. Sol. A. - 2009. - V.206, №7. - P.1549-1557

18. С.М. Данильченко, Т.Г. Калініченко, М.М. Колесник, Б.А. Міщенко, А.С. Опанасюк. Структурні характеристики плівок ZnTe, отриманих методом квазізамкненого об’єму//Вісник Сумського державного університету. Серія: Фізика, математика, механіка.- 2007.- №1.- С.115-124.

19. M.М. Kolesnyk, D.I. Kurbatov, А.S. Opanasyuk, V.B. Loboda. The substructural and optical characteristics of ZnTe thin films // Semiconductor Physics, Quantum Eelectronics and Optoelectronics.- 2009.- V.12, №1.- P.35-41.

20. V.V. Kosyak, M.M. Kolesnyk, A.S. Оpanasyuk. Point defect structure in CdTe and ZnTe thin films//Journal of Materials Science: Materials in Electronics. 2008.- V.19, №1.- P. S375-S381.

21. Selected powder diffraction data for education straining (Search manual and data cards). – Published by the International Centre for diffraction data.-1988.- USA.-432 p.

22. D. Kurbatov, V. Kosyak, M. Kolesnyk, A. Оpanasyuk, S. Danilchenko. Morfological and structural characteristics of II-VI semiconductor thin films (ZnTe, CdTe, ZnS)//Integrated Ferroelectrics.- 2009.- V.103, №1.- P. 32-40.

23. T. Mahalingam, V.S. John, G. Ravi, P.J.Sebastian. Microstructural characterization of electrosynthesized ZnTe thin films // Cryst. Res. Technol. – 2002. – V. 37, № 4. – P. 329–339.

11

24. Симашкевич А.В. Гетеропереходы на основе полупроводниковых соединений А2В6. Кишинев: Штиинца. 1980. - 156 с.

Колесник М.М. – інженер I-ої категорії кафедри загальної та теоретичної фізики СумДУ; Косяк В.В. – кандидат фізико-математичних наук, асистент кафедри електротехніки СумДУ; Опанасюк А.С. – кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри загальної та теоретичної фізики СумДУ; Данильченко С.М. – кандидат фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Інституту прикладної фізики НАН України.

12

ТОНКОПЛІВКОВІ ГЕТЕРОПЕРЕХОДИ ZnTe/CdTe В роботі вивчені структурні та електричні властивості гетеропереходів ZnTe/CdTe одержаних методом термічного випаровування в квазізамкненому об’ємі. Проведені дослідження дозволили визначити структурні параметри плівок, такі як текстура, період кристалічної гратки, розміри кристалітів та областей когерентного розсіювання, рівень мікродеформацій, а також їх залежність від умов отримання плівок. Електрофізичні дослідження дозволили визначити механізми струмопереносу в гетеропереході. Ключові слова: гетероперехід ZnTe/CdTe, структурний фактор, розмір зерен, вольт-амперна характеристика, механізм струмопереносу, коефіцієнт діодності.

ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ГЕТЕРОПЕРЕХОДЫ ZnTe/CdTe

В работе изучены структурные и электрофизические свойства гетеропереходов ZnTe/CdTe, полученных методом термического испарения в квазизамкнутом объеме. Проведенные исследования позволили определить структурные параметры пленок, такие как текстура, период решетки, размеры кристаллитов и областей когерентного рассеивания, уровень микродеформаций, а также их зависимость от условий получения пленок. Электрофизические исследования позволили определить механизмы зарядопереноса в гетеропереходе. Ключевые слова: гетеропереход ZnTe/CdTe, структурный фактор, размер зерна, вольт-амперная характеристика, механизм зарядопереноса, коэффициент диодности.

ZnTe/CdTe THIN FILMS HETEROJUNCTION

In work were researched structural and electrophysical properties of heterojunctions ZnTe-CdTe obtained by thermal evaporation in close-spaced vacuum sublimation method. Execution researches permitted to definite structural parameters of films, such as texture, lattice constant, crystallites and coherent scattering regions size, level of microstrain and also their dependence due to films obtain condition. Electrophysical researches permitted to definite charge-transmission mechanism in heterojunctions. Keyword: ZnTe-CdTe heterojunctions, structural factor, crystallites size, voltage-currents characteristics, charge-transmission mechanism.