Cu2Se、In2Se3、Ga2Se3混合球磨过程中的Cu(In, Ga)Se2形成机制研究

对球磨时间不同的Cu2Se、In2Se3和Ga2Se3混合粉末进行热压烧结制备CIGS靶材, 发现在球磨时间较短时靶材出现分层, 随着球磨时间延长分层缺陷消失。由此考察了粉末在球磨过程中发生的物理化学变化及其对分层的影响。结果表明: Cu2Se、In2Se3和Ga2Se3三种硒化物粉末在球磨过程中发生机械合金化反应形成黄铜矿相Cu(In, Ga)Se2 (CIGS)。随着球磨时间的延长, 黄铜矿相结构CuInSe2 (CIS)首先在Cu-Se二元化合物表面产生, 并随着Ga原子的扩散逐步形成CIGS四元相。当球磨时间达到48 h时, 粉末由黄铜矿相CIGS和少量Ga2Se3组成。由于Cu2-xSe与CIGS晶体结构相近, 因此通过外延反应的方式有效促进了CIGS的合成。球磨过程中Cu-Se二元相的消失和CIGS相的形成有助于抑制烧结过程中分层缺陷的产生