Các thiết bị quang điện (PV) dựa trên lớp hấp thụ Cu(In,Ga)Se₂ ( CIGS) là một trong những loại pin mặt trời màng mỏng triển vọng nhất. Việc bổ sung các nguyên tố kiềm vào vật liệu CIGS, đặc biệt là natri và kali, có tác dụng tích cực đến hiệu suất chuyển đổi của pin. SIMS cung cấp khả năng phân tích định lượng theo chiều sâu với độ phân giải cao và thông lượng phân tích lớn. Những đặc điểm này rất cần thiết để đặc trưng hóa các pin mặt trời CIGS, nơi các biến thể về cấu trúc hoặc thành phần có thể dẫn đến hiệu suất chuyển đổi tổng thể cao hơn.
Trong nghiên cứu này, màng mỏng CIGS được chế tạo trên các lớp tiếp xúc Mo hai lớp và được lắng đọng trên chất nền thủy tinh soda lime (SLG). Nồng độ Na trong lớp CIGS được kiểm soát bằng cách sử dụng các mẫu có và không có màng SiOx trên chất nền SLG. SIMS cho phép đặc trưng hóa sự phân bố theo chiều sâu của các nguyên tố (các loại chất nền và kim loại kiềm Na và K) trong các màng mỏng CIGS khác nhau.
Thiết bị IMS 7f-Auto cung cấp hiệu suất cao về độ nhạy, độ phân giải theo chiều sâu, độ phân giải khối lượng, dải động và thông lượng. Việc mô tả đặc điểm phân bố theo chiều sâu trong cấu trúc đa lớp của pin mặt trời bằng thiết bị IMS 7f-Auto tỏ ra vô cùng hữu ích trong việc giải quyết các vấn đề khác nhau liên quan đến đặc tính vật liệu PV đa lớp: chất lượng giao diện lớp, nồng độ và phân bố pha tạp, kiểm soát tạp chất…
Dữ liệu được thu thập trên IMS 7f tại KIST (Hàn Quốc). Trích từ M. Kim et al., JVST B 34, 03H121 (2016).