如何通过TPD / TDS分析涂层硅表面

非晶态硅和晶态硅分别被广泛应用于薄膜太阳能电池。这些材料的微观结构对薄膜技术的成功发展至关重要。欧洲杯足球竞彩

希登信息工作站。图片来源:Hiden Analytical

微观结构的差异可以依赖于例如基板温度，沉积技术，退火状态，合金化和掺杂[1]。在较高温度下的热稳定性[2]和新型薄膜材料的表面钝化是在太阳能电池中使用时的关键[3]。欧洲杯足球竞彩

程序升温解吸(TPD)，也称为热解吸光谱法（TDS）或热解吸分析（TDA）是用于通过热力学测量检查薄膜的微观结构的良好技术。

TPD分析包括在超高真空(UHV)室中定位样品，并以不同的线性温度斜坡速率加热样品，同时通过四极质谱仪收集解吸光谱。

Hiden TPD工作站是一个完整的实验设置，是为这和许多其他应用，并优化达到最大灵敏度的解吸物种范围从1 - 300 amu。

TPD样品分析。图片来源:Hiden Analytical

示例数据

优化的灵敏度

Hiden TPD工作站具有多个功能，旨在优化低水平解吸产品的系统灵敏度。这些包括:

• 冷却质谱仪护罩，以减少背景的影响
• 没有样品支架-只有样品进入特高压室，这意味着除样品外没有逸出气体的组件
• 在质谱仪和样品之间关闭耦合，以获得最佳解吸曲线和最大敏感性
• 高灵敏度三重滤波PIC四极孔质谱仪

硅表面分析

在这种情况下，硅晶片被涂上铝₂O_3.并通过利用来检查兼总经理工作站．以30°C/min的恒定速率，将样品加热到1000°C。在温度升高过程中进行了1-50 amu条形扫描，以检测解吸物种。完整的质量范围分析如下图所示。

图片来源:Hiden Analytical

在1 - 50 amu条形扫描数据(3D图)的图中可以看到主要的解吸物种，即1 - H, 2 - H₂， 17 -嗬，18 - h₂氧，28 - co, 44 - co₂．

图片来源:Hiden Analytical

高分辨率分析

在使用同一材料的新鲜样品的进一步的TPD运行中，感兴趣的解吸物质(在本例中为氢、水和二氧化碳)再次通过多离子检测(MID)扫描进行定量，这为感兴趣的解吸物质提供了更高的时间，即温度分辨率。结果如下图所示。

图片来源:Hiden Analytical

如预测，中扫描结果与从1 - 50 AMU Bar扫描收集的光谱一致。MID扫描的好处是其更快的数据采集，因此，更高的分辨率，即温度。

值得注意的是，氢的数据在超过500°C的温度下显示出多个尖峰，这可能是因为样品表面起泡导致气体急剧演化。

表面样本比较

上面的曲线显示了从类似的al收集的数据₂O_3.在不同的沉积温度下产生的包覆Si样品，以显示这些泄漏测量与其他样品的差异。

图片来源:Hiden Analytical

在这种情况下，几乎没有观察到氢的解吸，但二氧化碳和水信号的行为方式与第一个样品相似。

结论

的希登信息工作站非常适合评估不同涂覆的硅表面和其他薄膜材料的微观结构。欧洲杯足球竞彩此外，可以用感兴趣的物种同时检测任何其他气体。Hiden TPD工作站易于使用，提供高灵敏度和可重复性。

参考

[1]。统计分析(c) 1, 5, 1144-1153 (2004)
[2] J. Appl。物理。111,093713（2012）
[3] j .达成。Phys. 125, 105305 (2019)

此信息已采购，审查和调整了Hiden分析提供的材料。欧洲杯足球竞彩

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