Ion layer gas reaction
આયન લેયર ગેસ રિએક્શન (આઈ. એલ. જી. એ. આર. ®) એ બિન-વેક્યૂમ, પાતળા-ફિલ્મ જમા કરવાની તકનીક છે જે જર્મનીના બર્લિનમાં હેલ્મહોલ્ટ્ઝ-ઝેન્ટ્રમ બર્લિન ખાતે પ્રોફેસર ડૉ. ક્રિશ્ચિયન-હર્બર્ટ ફિશરના જૂથ દ્વારા સામગ્રી અને ઊર્જા માટે વિકસાવવામાં આવી છે અને પેટન્ટ કરવામાં આવી છે. તે એક ક્રમિક અને ચક્રીય પ્રક્રિયા છે જે સેમિકન્ડક્ટર પાતળા ફિલ્મોના જુબાનીને સક્ષમ કરે છે, મુખ્યત્વે ફોટોવોલ્ટેઇક કાર્યક્રમો માટે (જોકે તે મર્યાદિત નથી), ખાસ કરીને કેલ્કોપાયરાઇટ શોષક સ્તરો અને બફર સ્તરો. આઈએલજીએઆર તકનીકને ફ્રેનહોફર સોસાયટી દ્વારા જર્મન હાઇ ટેક ચેમ્પિયન 2011 તરીકે એનાયત કરવામાં આવી હતી. આઈ. એલ. જી. એ. આર. એ એક રાસાયણિક પ્રક્રિયા છે જે શૂન્યાવકાશ અથવા ઉચ્ચ તાપમાનનો ઉપયોગ કર્યા વિના એક સમાન, સુસંગત અને યાંત્રિક રીતે સ્થિર સ્વરૂપમાં સ્તરોને જમા કરવાની મંજૂરી આપે છે. તે એક ક્રમિક અને ચક્રીય પ્રક્રિયા છે જેને સ્વચાલિત અને વિસ્તૃત કરી શકાય છે. તેમાં મૂળભૂત રીતે નીચેના પગલાંઓનો સમાવેશ થાય છેઃ ડૂબકી (ડીપ-આઈએલજીએઆર) અથવા છંટકાવ (સ્પ્રે આઈએલજીએઆર) દ્વારા સબસ્ટ્રેટ પર પૂર્વવર્તી દ્રાવણનો ઉપયોગ. હાઇડ્રોજન કેલ્કોજેનાઇડ ગેસ સાથે શુષ્ક ઘન પૂર્વવર્તી સ્તરની પ્રતિક્રિયા. ઇચ્છિત સ્તરની જાડાઈ પ્રાપ્ત ન થાય ત્યાં સુધી આ પગલાંઓનું પુનરાવર્તન કરવામાં આવે છે. સ્પ્રે-આઈએલજીએઆરના કિસ્સામાં, આયનીય સ્તરનું સ્પ્રે ડિપોઝિશન વાતાવરણીય દબાણ એરોસોલ સહાયિત રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન અથવા સ્પ્રે પાયરોલિસિસ જેવા સમાન સાધનોનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે. સ્પ્રે પાયરોલિસિસને સ્પ્રે આઈ. એલ. જી. એ. આર. પ્રક્રિયાના સરળીકૃત સંસ્કરણ તરીકે ગણી શકાય, જ્યાં પ્રતિક્રિયાશીલ ગેસ સાથે પૂર્વવર્તી સ્તરની કોઈ પ્રતિક્રિયા હોતી નથી. આ પ્રક્રિયાની ચક્રીય પ્રકૃતિ તેને અણુ સ્તર જમા (ALD) જેવી જ બનાવે છે, જેનો ઉપયોગ બફર સ્તર જમા કરવા માટે પણ થાય છે. હેલ્મહોલ્ટ્ઝ-ઝેન્ટ્રમ બર્લિન ખાતે આઇ. એલ. જી. એ. આર. અને સ્પ્રે-પાયરોલિસિસ તકનીકોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે કેલ્કોપાયરાઇટ પાતળા-પટલના સૌર કોષોના ક્ષેત્રમાં થાય છે, જો કે આ તકનીકોનો ઉપયોગ પાતળા પટલ સાથે સબસ્ટ્રેટ કોટિંગને લગતી અન્ય એપ્લિકેશનો માટે થઈ શકે છે. નીચેની સૂચિ આ તકનીકોના ઉપયોગોનો સારાંશ આપે છેઃ ચાલ્કોપાયરાઇટ-આધારિત પાતળા-પટલ ઉપકરણો માટે બફર સ્તરોઃ પર્યાવરણીય રીતે વધુ અનુકૂળ સામગ્રી દ્વારા પ્રમાણભૂત સી. ડી. એસ. નું સ્થાનાંતર (ઇન2એસ3, વગેરે) વિવિધ શોષક સામગ્રી પર સ્પ્રે-આઈએલજીએઆરનો ઉપયોગ કરીને જમા કરવામાં આવે છે. નેનો-બિંદુ નિષ્ક્રિયતા સ્તરોઃ સ્પ્રે આઈ. એલ. જી. એ. આર. તકનીકનો ઉપયોગ કરીને નેનોડોટ્સને નિયંત્રિત રીતે જમા કરી શકાય છે. ZnS નેનોડોટ્સનો ઉપયોગ કેલ્કોપાયરાઇટ આધારિત પાતળા-ફિલ્મ સૌર કોષોમાં નિષ્ક્રિય સ્તરો-બિંદુ સંપર્ક બફર સ્તરો તરીકે કરવામાં આવે છે. આ બિંદુઓ (વ્યાસમાં 5-10 nm) એબ્સોર્બર-બફર ઇન્ટરફેસ પર નિષ્ક્રિયતા સ્તર તરીકે કાર્ય કરે છે, જે કેટલાક કિસ્સાઓમાં 2 ટકા સંપૂર્ણ કાર્યક્ષમતા લાભમાં પરિણમે છે. AL2O3 અવરોધ સ્તરોઃ સ્ટીલ વરખ જેવા ધાતુના સબસ્ટ્રેટ્સ પરના પાતળા-ફિલ્મ સૌર મોડ્યુલોને વિદ્યુત ઇન્સ્યુલેશન માટે અને શોષકમાં હાનિકારક આયર્નના પ્રસારને રોકવા માટે સબસ્ટ્રેટ અને મો બેક-કોન્ટેક્ટ વચ્ચે અવરોધ સ્તરની જરૂર પડે છે. ઇચ્છિત માત્રામાં સોડિયમ સાથે શોષકને ઇરાદાપૂર્વક ડોપિંગ કરતા પહેલા કાચના સબસ્ટ્રેટમાંથી અનિયંત્રિત સોડિયમ પ્રસરણને અવરોધ દ્વારા રોકી શકાય છે. સ્પ્રે-પાયરોલિસિસ દ્વારા જમા થયેલ Al2O3 સ્તરો ZnO વિન્ડો સ્તરો ઉપર જણાવેલા કેસો માટે સંપૂર્ણપણે કાર્યરત અવરોધ સ્તરોમાં પરિણમે છેઃ ઉચ્ચ ગુણવત્તાવાળા i-ZnO વિન્ડો સ્તરો સ્પ્રે પાયરોલિસિસ દ્વારા ઉગાડવામાં આવ્યા છે અને પ્રમાણભૂત સ્પુટર્ડ i-ZnO સ્તરોની શક્ય બદલી બનાવે છે. ચાલ્કોપાયરાઇટ શોષક સ્તરોઃ સ્પ્રે-આઈએલજીએઆર એ નીચા તાપમાનની તકનીક છે જે ક્યુઇએનએસ 2 અને ક્યુઇએનએસ 2 જેવા ચાલ્કોપાયરાઇટ શોષક સ્તરોની વૃદ્ધિને સક્ષમ બનાવે છે. સ્પ્રે-આઈએલજીએઆર ક્યુઆઈએનએસ2 સ્તરોનો ઉપયોગ પાતળા-પટલવાળા સૌર કોષોમાં શોષક તરીકે થઈ શકે છે. સરફેસ કોટિંગઃ આઈ. એલ. જી. એ. આર. તકનીકનો ઉપયોગ કરીને ઉત્પ્રેરક હેતુઓ માટે સિરામિક્સ, ધાતુ, કાચ અને પ્લાસ્ટિકનું સરફેસ કોટિંગ તેમજ એન્ટી-કાટ, એન્ટીસ્ટેટિક અથવા યાંત્રિક રક્ષણ શક્ય છે. કેમિકલ બાથ ડિપોઝિશન (સીબીડી) ની સરખામણીમાં આઈએલજીએઆરનો ફાયદો એ હકીકતમાં રહેલો છે કે ઉચ્ચ ગુણવત્તાના પૂર્વવર્તી સ્તરો જમા કરવા અને તેમને સીધા કેલ્કોજેનાઇડ પાતળા ફિલ્મ જમા કરવા કરતાં કેલ્કોજેનાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવું સરળ છે. પૂર્વગામી અથવા પ્રક્રિયાના પરિમાણોને બદલીને શ્રેણીબદ્ધ ગુણધર્મો અથવા રચનાઓ સાથે ફિલ્મો વિકસાવવી પણ શક્ય છે. વધુમાં, આઈ. એલ. જી. એ. આર. એક ઇન-લાઇન પ્રક્રિયા છે જ્યારે રાસાયણિક સ્નાન સંચય આંતરિક રીતે એક સમૂહ પ્રક્રિયા છે. સંદર્ભો સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણ બનાવટ પાતળા ફિલ્મ જમા કોટિંગ્સ