Ion layer gas reaction
आयन परत गैस प्रतिक्रिया (आई. एल. जी. ए. आर.) एक गैर-निर्वात, पतली-फिल्म निक्षेपण तकनीक है जिसे बर्लिन, जर्मनी में सामग्री और ऊर्जा के लिए हेल्महोल्ट्ज-ज़ेंट्रम बर्लिन में प्रोफेसर डॉ. क्रिश्चियन-हर्बर्ट फिशर के समूह द्वारा विकसित और पेटेंट किया गया है। यह एक अनुक्रमिक और चक्रीय प्रक्रिया है जो मुख्य रूप से फोटोवोल्टिक अनुप्रयोगों, विशेष रूप से चाल्कोपायराइट अवशोषक परतों और बफर परतों के लिए अर्धचालक पतली फिल्मों के जमाव को सक्षम बनाती है। आई. एल. जी. ए. आर. तकनीक को फ्राउनहोफर सोसायटी द्वारा जर्मन हाई टेक चैंपियन 2011 के रूप में सम्मानित किया गया था। आई. एल. जी. ए. आर. एक रासायनिक प्रक्रिया है जो निर्वात या उच्च तापमान का उपयोग किए बिना एक सजातीय, सुसंगत और यांत्रिक रूप से स्थिर रूप में परतों के निक्षेपण की अनुमति देती है। यह एक क्रमिक और चक्रीय प्रक्रिया है जिसे स्वचालित और बढ़ाया जा सकता है। इसमें मूल रूप से निम्नलिखित चरण शामिल हैंः डुबकी (डिप-आई. एल. जी. ए. आर.) या छिड़काव (स्प्रे आई. एल. जी. ए. आर.) द्वारा एक सब्सट्रेट पर पूर्ववर्ती समाधान का अनुप्रयोग। हाइड्रोजन चालकोजेनाइड गैस के साथ सूखी ठोस पूर्ववर्ती परत की प्रतिक्रिया। वांछित परत की मोटाई प्राप्त होने तक इन चरणों को दोहराया जाता है। स्प्रे-आई. एल. जी. ए. आर. के मामले में, आयनिक परत का स्प्रे निक्षेपण वायुमंडलीय दबाव एरोसोल सहायता प्राप्त रासायनिक वाष्प निक्षेपण या स्प्रे पायरोलिसिस के समान उपकरण का उपयोग करके किया जाता है। स्प्रे पायरोलिसिस को स्प्रे आई. एल. जी. ए. आर. प्रक्रिया का एक सरलीकृत संस्करण माना जा सकता है, जहां प्रतिक्रियाशील गैस के साथ पूर्ववर्ती परत की कोई प्रतिक्रिया नहीं होती है। इस प्रक्रिया की चक्रीय प्रकृति इसे परमाणु परत निक्षेपण (ए. एल. डी.) के समान बनाती है, जिसका उपयोग बफर परत निक्षेपण के लिए भी किया जाता है। हेल्महोल्ट्ज़-ज़ेंट्रम बर्लिन में आई. एल. जी. ए. आर. और स्प्रे-पायरोलिसिस तकनीकों के अनुप्रयोग मुख्य रूप से चाल्कोपायराइट थिन-फिल्म सौर कोशिकाओं के क्षेत्र में हैं, हालांकि इन तकनीकों का उपयोग पतली फिल्मों के साथ सब्सट्रेट कोटिंग से जुड़े अन्य अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है। निम्नलिखित सूची इन तकनीकों के अनुप्रयोगों को सारांशित करती हैः चाल्कोपायराइट-आधारित पतली-फिल्म उपकरणों के लिए बफर परतेंः पारिस्थितिक रूप से अधिक अनुकूल सामग्रियों द्वारा मानक सी. डी. एस. का प्रतिस्थापन (इन2एस3, आदि)। विभिन्न अवशोषक सामग्री पर स्प्रे-आई. एल. जी. ए. आर. का उपयोग करके जमा किया जाता है। नैनो-डॉट्स निष्क्रियता परतेंः स्प्रे आई. एल. जी. ए. आर. तकनीक का उपयोग करके नैनोडॉट्स को नियंत्रित तरीके से जमा किया जा सकता है। जेड. एन. एस. नैनोडॉट का उपयोग चाल्कोपाइराइट आधारित पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं में निष्क्रिय परतों-बिंदु संपर्क बफर परतों के रूप में किया गया है। ये बिंदु (व्यास में 5-10 nm) अवशोषक-बफर इंटरफेस पर एक निष्क्रिय परत के रूप में कार्य करते हैं जिसके परिणामस्वरूप कुछ मामलों में दक्षता में 2 प्रतिशत तक का पूर्ण लाभ होता है। ए. एल. 2. ओ. 3 बाधा परतः स्टील पन्नी जैसे धातु के सब्सट्रेट पर पतली-फिल्म सौर मॉड्यूल को विद्युत इन्सुलेशन के लिए और अवशोषक में हानिकारक लोहे के प्रसार को रोकने के लिए सब्सट्रेट और एम. ओ. बैक-संपर्क के बीच एक बाधा परत की आवश्यकता होती है। सोडियम की वांछित मात्रा के साथ अवशोषक को जानबूझकर डोपिंग करने से पहले कांच के सब्सट्रेट से अनियंत्रित सोडियम प्रसार को एक बाधा द्वारा रोका जा सकता है। स्प्रे-पायरोलिसिस द्वारा जमा की गई Al2O3 परतों के परिणामस्वरूप ZnO विंडो परतों के ऊपर बताए गए मामलों के लिए पूरी तरह से काम करने वाली बाधा परतें होती हैंः उच्च गुणवत्ता वाली i-ZnO विंडो परतों को स्प्रे पायरोलिसिस द्वारा उगाया गया है और मानक स्पटर्ड i-ZnO परतों का एक व्यवहार्य प्रतिस्थापन है। चाल्कोपायराइट अवशोषक परतः स्प्रे-आई. एल. जी. ए. आर. एक कम तापमान वाली तकनीक है जो चाल्कोपायराइट अवशोषक परतों जैसे कि सी. यू. आई. एन. एस. 2 और सी. यू. आई. एन. एस. 2 के विकास को सक्षम बनाती है। स्प्रे-आई. एल. जी. ए. आर. क्यू. आई. एन. एस. 2 परतों का उपयोग पतली-फिल्म सौर कोशिकाओं में अवशोषक के रूप में किया जा सकता है। सतह कोटिंगः उत्प्रेरक उद्देश्यों के लिए चीनी मिट्टी, धातु, कांच और यहां तक कि प्लास्टिक की सतह कोटिंग के साथ-साथ जंग-रोधी, एंटीस्टैटिक या यांत्रिक सुरक्षा आई. एल. जी. ए. आर. तकनीक का उपयोग करके संभव है। रासायनिक स्नान निक्षेपण के प्रतिस्थापन के रूप में आई. एल. जी. ए. आर. रासायनिक स्नान निक्षेपण (सी. बी. डी.) की तुलना में आई. एल. जी. ए. आर. का लाभ इस तथ्य में निहित है कि उच्च गुणवत्ता वाली पूर्ववर्ती परतों को जमा करना और उन्हें सीधे चालकोजेनाइड पतली परतों को जमा करने की तुलना में चालकोजेनाइड में परिवर्तित करना आसान है। पूर्ववर्ती या प्रक्रिया मापदंडों को बदलकर श्रेणीबद्ध गुणों या रचनाओं के साथ फिल्मों को विकसित करना भी संभव है। इसके अलावा, आई. एल. जी. ए. आर. एक इन-लाइन प्रक्रिया है जबकि रासायनिक स्नान निक्षेपण आंतरिक रूप से एक बैच प्रक्रिया है। संदर्भ अर्धचालक उपकरण निर्माण पतली फिल्म निक्षेपण परतें