如何通过TPD / TDS分析涂层硅表面

分别在薄膜太阳能电池中广泛使用无定形和晶体硅，A-Si和C-Si。这些材料的众所周知的微观结构对于成功的薄膜技术开发至关重要。亚博网站下载

Hiden TPD工作站。图像信用：Hiden分析

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]。亚博网站下载

温度编程解吸（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分析涉及将样品定位在超高真空（UHV）室中，并在不同的线性温度斜坡上加热样品，同时通过四极谱质谱仪收集解吸光谱。

Hiden TPD工作站是一种完整的实验设置，用于此类和许多其他应用，并经过优化，以获得从1-300 AMU的解吸种的最大灵敏度。

TPD在分析下的样品。图像信用：Hiden分析

示例数据

优化灵敏度

Hiden TPD工作站具有多种功能，旨在优化系统对低级解吸产品的灵敏度。这些包括：

• 冷却质谱仪护罩，以最大限度地减少背景贡献
• 没有样品持有者 - 只有样品进入UHV室，这意味着除了样品之外的除了外析组件
• 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，将Si晶片涂有Al₂O._3.并通过利用来检查TPD工作站。以30℃/ min的恒定速率，将样品加热至1000℃。在温度斜坡期间进行1-50 AMU棒扫描，以检测解吸物种。分析的完整质量范围显示在下3D图中。

图像信用：Hiden分析

可以在源自1 - 50 Amu Bar扫描数据（3D图）的地块中观察到的主要解吸物种，即1 - H，2 - H₂，17 - 何，18 - h₂O，28 - Co，44 - Co₂。

图像信用：Hiden分析

高分辨率分析

In a further TPD run using a fresh sample of the same material, the desorbing species of interest, in this case hydrogen, water and carbon dioxide, were quantified again with a multiple ion detection (MID) scan which gives a higher time, i.e. temperature resolution for the desorbed species of interest. The result can be seen in the below plot.

图像信用：Hiden分析

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。

明显的是，氢的数据在500℃的温度下表现出多个尖峰，这可能发生，因为样品表面的起泡导致气体的急剧演变。

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.在基材的不同沉积温度下产生涂覆的Si样品，以便在其他样品中显示这些积液测量的差异。

图像信用：Hiden分析

在这种情况下，几乎没有观察到氢解吸，但是二氧化碳和水信号以与第一样品类似的方式行事。

结论

这Hiden TPD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。亚博网站下载此外，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] phy。统计。索尔。（c）1,5,1144-1153（2004）
[2] J. Appl。物理。111,093713（2012）
[3] J. Appl。物理。125,105305（2019）

此信息已采购，审查和调整了Hiden分析提供的材料。亚博网站下载

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