Bersaglio di polverizzazione catodico in molibdeno

Panoramica
Le celle solari CIGS (rame‑indio‑gallio‑selenio) raggiungono elevati rendimenti in laboratorio. Il sodio nell’assorbitore migliora le prestazioni anche a basse concentrazioni. I target di sputtering MoNa (molibdeno‑sodio) forniscono una sorgente di sodio controllata durante il deposito del contatto posteriore per regolare il dosaggio di Na nell’assorbitore e aumentare la riproducibilità del modulo.

Introduzione del sodio e concetto di strato
Nella produzione CIGS il sodio proviene spesso dal vetro sodocalcico e diffonde nell’assorbitore a temperature di processo intorno a 500 °C. La quantità e la distribuzione di sodio dal vetro è variabile. Depositare uno strato dedicato di MoNa come sorgente di Na consente un apporto riproducibile: si applica una barriera alla diffusione (es. SiNx su vetro o barriera a base di Cr/W su lamina d’acciaio), si sputtera un sottile strato di MoNa e poi uno strato di molibdeno puro come contatto posteriore. Spessore dello strato MoNa e parametri di sputtering controllano il dosaggio di sodio. Si utilizzano impianti PVD/magnetron convenzionali (compatibili DC).

Proprietà chiave del prodotto e produzione

• Produzione tramite metallurgia delle polveri che garantisce una distribuzione fine e omogenea dei composti di sodio tra i grani di molibdeno.
• Elevata purezza metallica (> 99,7 %) per limitare impurità dannose (es. Fe, Cr) che riducono le prestazioni della cella.
• Opzioni di dopaggio Na disponibili: tipicamente 5% e 10% Na nel target (equivalenti in assorbitore ≈ 1,3 wt.% e 2,6 wt.%).
• Conduttività elettrica adatta allo sputtering DC (intervallo tipico: 5–10 MS/m).
• Tipologie disponibili: target piani e target rotativi (rotativi per maggiore resa materiale).

Vantaggi (in sintesi)

• Purezza metallica > 99,7 %
• Microstruttura e composizione chimica omogenee
• Dopaggio in Na regolabile tramite composizione del target e spessore dello strato
• Conduttività compatibile con sputtering magnetron DC (≈ 5–10 MS/m)

Ricerca e note applicative
I target MoNa sono stati studiati da gruppi di ricerca per l’incorporazione controllata di sodio negli assorbitori CIGS. Le ricerche indicano che i contatti posteriori MoNa permettono un dopaggio di Na riproducibile e possono incrementare l’efficienza del dispositivo; sono stati testati su substrati rigidi (vetro) e flessibili (lamina d’acciaio). L’ottimizzazione dei parametri di sputtering e del design dello strato MoNa è fondamentale per massimizzare l’incorporazione di Na evitando contaminazioni.

Caratteristiche / specifiche tecniche

• Materiale: molibdeno dopato con sodio (MoNa)
• Purezza metallica: > 99,7 %
• Contenuti Na disponibili: 5% e 10% (≈ 1,3% e 2,6% in peso nel contesto dell’assorbitore)
• Conduttività elettrica: ≈ 5–10 MS/m
• Formati: target piani e target rotativi
• Produzione: metallurgia delle polveri per distribuzione Na fine e omogenea
• Deposito: PVD / sputtering magnetron convenzionale (compatibile DC); dosaggio Na controllato tramite spessore MoNa e parametri di sputtering
• Nota di processo: diffusione di Na facilitata intorno a ~500 °C; impiego con barriere di diffusione appropriate