Luận án Nghiên cứu và chế tạo pin mặt trời Cu(Zn,Sn)(S,Se)₂ VÀ Cu(In,Ga)(S,Se)₂

tôi đặt ý tưởng sẽ chế tạo lớp đệm dày 100 nm với áp suất phún xạ 13 
mtorr; lớp này đóng vai trò chuyển tiếp và làm giảm chênh lệch ứng suất giữa đế thuỷ tinh 
và lớp Mo trên nó và giúp toàn bộ màng Mo có thể bám dính tốt; chi tiết trong mục 2.3. 
2.3 Chế tạo màng Mo 2 lớp bằng phún xạ nguồn DC, lớp đệm 100 nm 
2.3.1 Quy trình chế tạo màng Mo 2 lớp, bằng phún xạ nguồn DC, lớp đệm 100 nm 
 Màng Mo được chế tạo thông qua qui trình 2 bước phún xạ bằng nguồn DC trên đế 
thủy tinh đã được làm sạch như mô tả phần trước. Trong giai đoạn phún xạ thứ nhất, lớp 
đệm Mo với bề dày khoảng 100 nm được phún xạ ở công suất 150 WDC; áp suất phún xạ 
13 mtorr; nhiệt độ đế 200 °C và khoảng cách giữa bia và đế thủy tinh là 8 cm. Giai đoạn thứ 
hai, lớp Mo dày khoảng 900 nm được phún xạ ở áp suất 5 mtorr; nhiệt độ và công suất như 
trong bước thứ nhất. 
Hình 2-4: Màng Mo 2 lớp, phún xạ bằng nguồn DC, lớp đệm dày 100 nm. 
 Sau khi phún xạ, màng Mo 2 lớp này cũng được kiểm tra độ bám dính, kết quả là màng 
Mo hoàn toàn bền vững và không bị bong tróc. Điều này chứng tỏ áp suất phún xạ 13 mtorr 
đã tạo một lớp đệm Mo xốp hơn, ứng suất thấp của lớp này đã giúp toàn bộ các lớp màng 
Mo không bị đứt gãy và bong tróc khỏi đế thuỷ tinh. Để kiểm chứng vai trò của lớp đệm, 
chúng tôi tiến hành chế tạo một số mẫu với lớp thứ hai được phún xạ ở các áp suất: 2 mtorr, 
3; 4 và 5 mtorr; tất các các điều kiện phún xạ khác được giữ nguyên (điều kiện phún xạ 2; 
 40 
3; 4 và 5 mtorr này sẽ được sử dụng để gọi tên các mẫu màng cho các phân tích tiếp theo). 
Sau khi phún xạ các mẫu này đều không bị bong tróc. Hình 2-4 minh hoạ cấu trúc của màng 
Mo 2 lớp được chế tạo theo điều kiện này. 
 Bề dày, cấu trúc micro và hình thái bề mặt của màng Mo được xác định thông qua ảnh 
FESEM; thành phần các nguyên tử trong màng Mo được kiểm tra bởi phổ EDS; các phép 
đo này được thực hiện trên hệ đo JSM-7600F-Jeol tại phòng thí nghiệm BKEMMA-Viện 
AIST - Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Định hướng tinh thể và pha của vật liệu được 
đo bởi giản đồ XRD dùng phát xạ Cu Ka -phép đo được thực hiện trên máy đo D8 Advance, 
Bruker tại phòng thí nghiệm Hoá phân tích - Trường Đại học Khoa học tự nhiên. Điện trở 
bề mặt của màng được đo bằng Hệ đo điện trở 4 mũi đo (four-probe)– tại phòng thí nghiệm 
công nghệ nano – Trường Đại học Công nghệ - Đại học Quốc Gia Hà Nội. 
2.3.2 Cấu trúc và hình thái bề mặt màng Mo 2 lớp 
 Ảnh FESEM được dùng để phân tích cấu trúc micro và hình thái bề mặt của màng Mo. 
Hình 2-5 là ảnh mặt cắt và bề mặt của mẫu màng Mo phún xạ ở áp suất 2 mtorr (a,b) và 5 
mtorr (c,d). So sánh các ảnh mặt cắt cho thấy màng phún xạ ở áp suất 5 mtorr có cấu trúc 
dạng cột rõ nét hơn so với màng phún xạ ở 2 mtorr. 
Hình 2-5: Ảnh FESEM mặt cắt và bề mặt của màng Mo 2 lớp phún xạ ở áp suất 2 mtorr 
(a,b) và 5 mtorr (c,d). 
 41 
 Có thể thấy rõ cấu trúc 2 lớp của màng Mo trên Hình 2-5(a;c); lớp dưới dày khoảng 
100 nm lớp trên dày khoảng 900 nm. Lớp dưới chính là lớp được phún xạ với áp suất 13 
mtorr, đóng vai trò làm lớp đệm, lớp này xốp hơn và làm giảm ứng suất, giúp cho toàn bộ 
màng Mo không bị đứt gãy và bám dính tốt hơn. Lớp trên chính là lớp được phún xạ với áp 
suất 2 mtorr trong Hình 2-5(a) và 5 mtorr trong Hình 2-5(c), có cấu trúc dạng cột rõ nét hơn. 
Sự khác biệt về cấu trúc cột này có thể là do tốc độ tạo màng của lớp trên nhanh hơn lớp 
dưới; tốc độ tạo màng nhanh đồng nghĩa với ứng suất lớn của các lớp phía trên là nguyên 
nhân của việc dễ đứt gãy và bong tróc màng như đã xảy ra khi phún xạ một lớp. 
 Sự khác biệt về cấu trúc dạng cột khi màng được phún xạ với áp suất khác nhau được 
giải thích như sau: Ở điều kiện phún xạ áp suất nhỏ, 2 mtorr, do áp suất thấp nên mật độ 
dòng Ion khí Ar+ tác động lên bia chậm hơn và làm cho tốc độ phún xạ thấp hơn so với ở 
điều kiện phún xạ với áp suất 5 mtorr; chính vì vậy, màng Mo phún xạ ở áp suất 2 mtorr có 
tốc độ tạo màng thấp hơn và điều này có thể ảnh hưởng đến cấu trúc và chất lượng màng so 
với điều kiện phún xạ với áp suất 5 mtorr. Tuy nhiên, ở áp suất phún xạ cao hơn, 13 mtorr, 
các phân tử khí Ar và các ion khí Ar+ sẽ trở nên nhiều hơn sẽ cản trở và làm giảm động năng 
của vật liệu bay lên bám vào đế; việc giảm động năng của vật liệu khi bám vào đế sẽ làm 
cho lớp màng xốp hơn. 
2.3.3 Cấu trúc và hình thái bề mặt màng Mo 2 lớp sau khi Selen hoá 
 Trong quy trình chế tạo Pin mặt trời CZTSSe và CIGSSe của chúng tôi, lớp hấp thụ 
ánh sáng được chế tạo bằng phương pháp Selen hoá màng CZTS và CIGS; màng này được 
chế tạo trên lớp điện cực dưới Mo. Quá trình Selen hoá có thể gây ra những tác động mạnh 
đối với màng Mo; đặc biệt là vùng nhiệt độ trên 500 °C, nhiệt độ mà Se có thể phản ứng 
mạnh với Mo. Chính vì vậy, trong nghiên cứu này chúng tôi tiến hành Selen hoá các mẫu 
màng Mo vừa chế tạo bên trên; sau đó chúng tôi sẽ đánh giá ảnh hưởng của quá trình Selen 
hoá đến các mẫu màng Mo này. 
 Quá trình Selen hóa các màng Mo được thực hiện như sau: Ban đầu màng Mo được 
đặt trong hộp carbon với 0,2 g bột selen và đậy nắp, tiếp đó hộp carbon sẽ được đưa vào ống 
thuỷ tinh và dùng khí Nitơ đẩy toàn bộ Oxi, sau đó đưa ống thuỷ tinh vào lò rồi nâng nhanh 
lên nhiệt độ 500 °C. Các mẫu được ủ trong khoảng thời gian 20 phút, 500 °C, dưới dòng khí 
Nitơ khoảng 200 sccm; sau đó mẫu sẽ được giảm nhanh về nhiệt độ phòng; quá trình Selen 
hoá kết thúc. 
 42 
Hình 2-6: Ảnh FESEM mặt cắt và bề mặt sau Selen hóa của màng Mo 2 lớp, áp suất phún 
xạ 2 mtorr (a;b), 3 mtorr (c;d), 4 mtorr (e;f) và 5 mtorr (g;h). 
 43 
 Hình 2-6 là ảnh FESEM bề mặt và mặt cắt của màng Mo được phún xạ tại các áp suất 
khác nhau sau khi Selen hóa trong môi trường hơi Selen tại nhiệt độ 500 °C trong khoảng 
thời gian 20 phút. Thông qua ảnh FESEM mặt cắt của các màng Mo, có thể thấy phía trên 
của Mo là một lớp gồ ghề; lớp này dày khoảng từ 200 đến 600 nm. Hiện tượng này có thể 
quan sát khá dễ dàng với các mẫu phún xạ với điều kiện áp suất 2; 3 và 4 mtorr. Sự thay đổi 
bề mặt màng Mo này có thể thấy rõ khi so sánh mặt cắt của màng trước và sau khi Selen hoá 
ở điều kiện phún xạ 2 mtorr (Hình 2-5(a) so với Hình 2-6(a)). Sự gồ ghề trên bề mặt các 
màng Mo sau khi Selen hoá có thể là do các hạt Se còn dư trên bề mặt màng Mo; hoặc cũng 
có thể do Mo đã phản ứng với Se tạo thành 1 lớp MoSex. 
 Ngoài ra, khi so sánh ảnh bề mặt FESEM của các màng Mo sau khi Selen hoá với 
nhau, ta cũng cho thấy có sự khác biệt khá rõ; ở các mẫu phún xạ áp suất thấp, phía trên lớp 
màng Mo có sự biến dạng nhiều hơn so với các mẫu được phún xạ ở áp suất lớn hơn. Sự 
khác biệt này có thể do mức độ tác động của Se lên các màng Mo là không giống nhau khi 
Selen hóa các mẫu màng Mo khác nhau. 
2.3.4 Thành phần nguyên tử trong màng phún xạ Mo 2 lớp sau khi Selen hoá 
 Sự thay đổi thành phần của Se trên các mẫu màng Mo 2 lớp sau khi Selen hóa với các 
điều kiện áp suất phún xạ khác nhau được xác định thông qua phép đo EDS trên bề mặt mẫu, 
kết quả được thể hiện trong Hình 2-7. Thành phần Se khác nhau trên các mẫu khác nhau có 
thể là do lượng Se còn dư trên các bề mặt mẫu khác nhau là khác nhau; hoặc cũng có thể là 
do lượng Se đã phản ứng với Mo để tạo thành MoSex giữa các mẫu không giống nhau. 
Hình 2-7: Thành phần Se sau khi Selen hóa trong các màng Mo 2 lớp. 
 44 
 Thành phần Se trên màng Mo được phún xạ ở áp suất thấp cao hơn rất nhiều so với 
khi được lắng ở áp suất cao. Thành phần Se trên màng Mo phún xạ ở áp suất 2 và 3 mtorr 
tương ứng là 60,5 và 43,0%, trong khi đó thành phần Se ở các màng Mo được phún xạ ở áp 
suất 4 và 5 mtorr chỉ vào khoảng 1,8%. Sự tăng của thành phần Se trên màng ở điều kiện 
phún xạ áp suất thấp có thể là do màng Mo kém bền vững hơn khi phún xạ với áp suất thấp 
hơn và Se đã thâm nhập và phản ứng với Mo ở sâu bên trong màng. Sự biến thiên thành phần 
Se trên màng Mo ở điều kiện phún xạ áp suất khác nhau khá tương đồng với sự thay đổi 
cường độ tại các đỉnh Mo (110) như các kết quả sẽ được đề cập đến trong phần giản đồ XRD 
ở mục 2.3.5. 
 Ngoài ra, để xác định các hạt trên bề mặt của màng Mo sau khi Selen hoá là hạt gì, 
chúng tôi thực hiện phép phân tích thành phần thông qua phép đo EDS line-scan, phép đo 
được thực hiện trên máy FESEM và kết quả cho thấy như trong Hình 2-8. Thành phần mạng 
nền Mo tương đối đồng đều tại các điểm đo, trong khi đó thành phần Se tăng cao hơn tại vị 
trí hạt. Điều này cho thấy các hạt trên bề mặt màng Mo sau khi Selen hoá là các hạt Se. 
Hình 2-8: Ảnh EDS line-Scan bề mặt sau khi Selen hóa của màng Mo 2 lớp. 
 45 
2.3.5 Giản đồ XRD của màng Mo 2 lớp sau khi Selen hoá 
 Hình 2-9 là giản đồ XRD của các mẫu màng Mo 2 lớp sau khi Selen hóa ở nhiệt độ 
500 °C trong khoảng 20 phút. Với các mẫu được phún xạ ở áp suất 2 mtorr, cường độ các 
đỉnh nhiễu xạ tại các vị trí 23,06; 31,8; 40,54; 56,1 và 73,8° là yếu và chúng tương ứng các 
đỉnh của Se(100); Se(101); Mo(110); MoSe2(110) và Mo(212) [40-42,46]. Đối với các mẫu 
được phún xạ ở áp suất 3; 4 và 5 mtorr có thêm 2 đỉnh xuất hiện tại vị trí 26,06 và 37,02° 
(các đỉnh này không xuất hiện được đối với mẫu Mo phún xạ ở áp suất 2 mtorr). Các đỉnh ở 
vị trí 26,06 và 37,02° này, tương ứng với đỉnh của Mo9Se11(113) và MoSe2(103) [43]. 
Hình 2-9: Giản đồ XRD của màng Mo 2 lớp sau khi Selen hóa với áp suất phún xạ 2 mtorr 
(a), 3 mtorr (b), 4 mtorr (c), và 5 mtorr (d). 
 Việc xuất hiện của đỉnh Se trên giản đồ XRD của màng Mo được phún xạ tại áp suất 
2 và 3 mtorr sau khi Selen hoá có thể là do sự tồn tại của các hạt Se trên bề mặt màng, việc 
này cũng đã được đề cập trong phần ảnh FESEM. Các giản đồ XRD trên các mẫu cũng chỉ 
ra rằng Mo đã phản ứng với Se trong quá trình Selen hoá để tạo các pha Mo9Se11 và MoSe2. 
 Khi so sánh cường độ nhiễu xạ tại đỉnh chính Mo (110), ta nhận thấy cường độ đỉnh 
Mo (110) giảm dần khi áp suất phún xạ giảm từ 5 đến 2 mtorr; hiện tượng này có thể do các 
màng Mo được phún xạ ở áp suất thấp dễ bị Se thâm nhập vào trong màng và phản ứng với 
Mo tạo nên vật liệu MoSex và phá vỡ cấu trúc của màng Mo và làm giảm cường độ đỉnh 
nhiễu xạ. Kết quả này hoàn toàn phù hợp với kết quả đo EDX đã trình bày trong Hình 2-7 
và cũng thể hiện trên ảnh FESEM mặt cắt của màng Mo sau Selen hoá, lớp bên trên của 
 46 
màng Mo được phún xạ ở áp suất 2 mtorr (Hình 2-6(a)) so với màng Mo được phún xạ ở áp 
suất 5 mtorr (Hình 2-6(g)). 
2.3.6 Điện trở bề mặt màng Mo 2 lớp trước và sau khi Selen hoá 
 Trong chế tạo Pin mặt trời, điện trở bề mặt và điện trở suất của điện cực dưới đóng vai 
trò quan trọng do nó có ảnh hưởng nhiều đến đặc tính của Pin. Để khảo sát ảnh hưởng của 
việc Selen hóa đến các đặc tính điện của màng Mo, chúng tôi tiến hành đo điện trở bề mặt 
và điện trở suất của màng Mo trước và sau khi Selen hóa và kết quả được thể hiện trong 
Hình 2-10. 
 Hình 2-10(a), điện trở bề mặt trước khi Selen hóa tăng theo áp suất phún xạ và sự biến 
thiên của điện trở bề mặt vào khoảng từ 0,3 đến 1,5 W/. Điện trở suất của màng Mo trước 
và sau khi Selen hóa được tính dựa trên điện trở bề mặt và nhân với độ dày của màng, kết 
quả như Hình 2-10(b). Tương tự với điện trở bề mặt, điện trở suất cũng tăng khi áp suất phún 
xạ tăng. Các màng Mo trước khi Selen hóa có điện trở suất thấp nhất vào khoảng 30 µW.cm 
ứng với áp suất phún xạ 2 mtorr; trong khi đó ở áp suất phún xạ 5 mtorr, điện trở suất vào 
khoảng 150 µW.cm. 
Hình 2-10: Điện trở của các màng Mo 2 lớp: điện trở bề mặt (a) và điện trở suất (b). 
 Có thể dễ dàng quan sát thấy khi áp suất phún xạ tăng từ 2 đến 5 mtorr, điện trở bề mặt 
và điện trở suất của màng Mo tăng dần. Đây có thể là hệ quả của cấu trúc hình cột mạnh hơn 
ở điều kiện phún xạ áp suất cao như đã trình bày trong phần phân tích ảnh FESEM. 
 Điện trở bề mặt và điện trở suất của màng Mo sau khi Selen hóa cao hơn so với trước 
khi Selen hóa; tuy nhiên sự khác biệt này không rõ rệt. Các giá trị điện trở của các màng Mo 
 47 
tăng sau khi Selen hóa là do lớp phía trên với sự có mặt của một số vật liệu dẫn điện kém 
như MoSex và Se còn dư trên bề mặt màng như đã giải thích trong thông qua phổ EDS và 
giản đồ XRD. 
2.3.7 Khả năng bám dính của màng Mo 2 lớp trước và sau khi Selen hoá 
 Sau khi Selen hóa chỉ có màng Mo được phún xạ ở áp suất 5 mtorr là không bị bong 
tróc toàn bộ nhưng cũng rất thiếu ổn định, trong khi đó các mẫu được phún xạ ở áp suất 2, 
3, và 4 mtorr đều bị bong. Đặc biệt là màng Mo được phún xạ với áp suất 2 và 3 mtorr rất 
yếu sau khi Selen hóa và dễ dàng bong tróc. 
 Điều này được giải thích dựa vào Hình 2-6, có thể thấy toàn bộ các màng Mo có cấu 
trúc dạng cột, do đó, Se dễ dàng phản ứng với Mo dọc theo biên của các cột và làm phá vỡ 
cấu trúc màng Mo. Chính vì vậy nó làm giảm khả năng bám dính giữa Mo và đế thủy tinh 
dẫn đến các màng Mo sau khi Selen hóa dễ dàng bị bong. Đối với các màng Mo được phún 
xạ với áp suất 2 và 3 mtorr, các màng này có thể yếu hơn do tốc độ phún xạ chậm như đã 
giải thích bên trên và sẽ dễ phá khi bị Selen hóa. 
2.4 Chế tạo Màng Mo 3 lớp, với 200 nm phún xạ bằng nguồn RF bên trên 
 Để khắc phục ảnh hưởng cấu trúc dạng cột khi phún xạ bằng nguồn DC như trên đã 
trình bày, chúng tôi tiến hành phún xạ thêm một lớp Mo dày 200 nm bằng nguồn RF với áp 
suất 4 mtorr lên bề mặt của màng Mo sau khi đã phún xạ bằng DC như trên. Màng Mo chế 
tạo bằng phún xạ RF có đặc điểm của là kích thước các hạt nhỏ và xếp ngẫu nhiên trong 
màng [4], nên chúng tôi hy vọng lớp này có thể ngăn chặn được sự xâm nhập của Se vào sâu 
bên trong màng Mo. 
2.4.1 Quy trình phún xạ tạo màng Mo 3 lớp, với 200 nm phún xạ bằng nguồn RF 
 Trong quy trình này, màng Mo được chế tạo thông qua qui trình 2 bước phún xạ bằng 
nguồn DC và 1 bước phún xạ bằng nguồn RF. 
 Bước thứ nhất, tạo 1 lớp đệm Mo với bề dày khoảng 100 nm được phún xạ với áp suất 
13 mtorr, với công suất 150 W, nguồn DC và nhiệt độ đế 200 °C, khoảng cách giữa bia và 
đế thủy tinh là 8 cm. Bước thứ hai, lớp Mo dày 700 nm được phún xạ với áp suất 5 mtorr; 
nhiệt độ và công suất và khoảng cách giữa bia và đế thủy tinh là không thay đổi. 
 Sau khi kết thúc 2 bước trên ta tiếp tục phún xạ 1 lớp Mo với bề dày khoảng 200 nm, 
áp suất 4 mtorr, nguồn RF, với công suất 80 W và nhiệt độ đế 200 °C. Hình 2-11 minh hoạ 
cấu trúc của màng Mo được phún xạ theo điều kiện này. 
 48 
Hình 2-11: Màng Mo 3 lớp phún xạ bằng nguồn RF. 
2.4.2 Kết quả đạt được 
 Hình 2-12 là ảnh FESEM của mặt cắt và bề mặt của mẫu màng Mo 3 lớp này trước và 
sau khi Selen hóa. Lớp phía trên cùng là lớp được phún xạ bởi nguồn RF; lớp này không có 
cấu trúc dạng cột. Bề mặt lớp này khá phẳng và hình dáng các hạt trên bề mặt là ngẫu nhiên. 
Hình dáng của các mầm tinh thể trong mẫu này hoàn toàn khác so với các màng được phún 
xạ bằng nguồn DC (Hình 2-5(d)). 
 Sau khi Selen hóa, bề mặt của các màng Mo 3 lớp này vẫn phẳng và không còn quan 
sát thấy một lớp gồ ghề phía trên màng (hiện tượng gồ ghề này sinh ra do Se thâm nhập sâu 
vào bên trong màng và phản ứng với Mo như đã phân tích ở mục 2.3) so với các mẫu màng 
Mo 2 lớp được chế tạo trước đó (Hình 2-6). 
 Phổ EDS trên bề mặt của màng Mo 3 lớp này được đo để khảo sát mức độ Selen hóa 
của màng, và kết quả cho thấy thành phần Se chỉ là 1,7%. Điện trở bề mặt của mẫu này 
khoảng 1,2 W/. Đặc biệt, màng Mo này có khả năng bám dính tốt trên đế thủy tinh; cả 
trước và sau khi Selen hóa đều không bị bong tróc. Điều này chứng tỏ ảnh hưởng của quá 
trình Selen hoá khi màng Mo khi được phún xạ thêm một lớp bằng nguồn RF bên trên ít hơn 
so với khi màng Mo chỉ được phún xạ bởi 2 lớp bằng nguồn DC. 
 Lý do mà mẫu có được khả năng bám dính tốt ngay cả sau khi Selen hóa có thể được 
giải thích là nhờ ảnh hưởng của lớp Mo được phún xạ bằng nguồn RF phía trên cùng. Lớp 
Mo phún xạ bằng nguồn RF này dày đặc và không có cấu trúc dạng cột; và đã hạn chế được 
Se thâm nhập sâu vào bên trong màng Mo. Cấu trúc màng Mo 3 lớp này để chế tạo Pin mặt 
trời CZTSSe và CIGSSe khi mà nó bền vững và ổn định ngay cả khi đã Selen hoá ở nhiệt độ 
trên 500 °C. 
 49 
Hình 2-12: Ảnh FESEM bề mặt và mặt cắt màng Mo 3 lớp: trước khi Selen hoá (a,b) và 
sau Selen hoá (c,d). 
2.5 Kết luận 
 Màng Mo dày khoảng 1000 nm 3 lớp đã được chế tạo thành công bằng phương pháp 
phún xạ có điện trở bề mặt khoảng 1,2 W/
màng ổn định và được ứng dụng làm lớp điện 
cực dưới cho Pin mặt trời CZTSSe và CIGSSe của chúng tôi, cấu trúc màng như sau: 
- Lớp đệm dưới dày 100 nm (phún xạ: nguồn 150 WDC; áp suất 13 mtorr), lớp này 
xốp và giữ cho toàn bộ màng không bị bong tróc bởi sự chênh lệch ứng suất; 
- Lớp giữa dày 700 nm (phún xạ: nguồn 150 WDC; áp suất 5 mtorr), tốc độ phún xạ 
lớp này nhanh. 
- Lớp trên cùng dày 200 nm (phún xạ: nguồn 80 WRF; áp suất 4 mtorr), lớp này dày 
đặc và không có cấu trúc dạng cột nên giữ cho Se không thâm nhập vào màng Mo khi 
Selen hoá ở nhiệt độ trên 500 °C, giúp màng ổn định và không bị bong tróc sau khi 
Selen hoá. 
 50 
CHƯƠNG 3 
3 NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO LỚP ĐIỆN CỰC CỬA SỔ 
 Trong chương này, chúng tôi sẽ trình bày nội dung nghiên cứu chế tạo màng điện cực 
cửa sổ AgNW/ZnO; màng này được chế tạo bằng phương pháp lắng đọng lớp phân tử ALD 
(Atomic Layer Deposition) để phủ một lớp ZnO lên màng dây nano Bạc (AgNW) (màng 
được chế tạo bằng phương pháp in gạt dây nano Bạc). Việc phủ lớp ZnO bằng ALD đã tạo 
liên kết Ag-Zn-Ag và tác động mạnh, làm giảm điện trở bề mặt của màng AgNW còn khoảng 
7 đến 15 W/, trong khi độ truyền qua suy giảm không nhiều trong vùng ánh sáng từ 300 
đến 2400 nm, còn trên 70%. Ngoài ra màng được bằng phương pháp ALD còn có một số ưu 
điểm nổi trội như không yêu cầu chân không cao, màng ít bị đứt gãy, và tránh được tác động 
của dòng plasma đến lớp màng phía trên so với phương pháp phún xạ. Kết quả nghiên cứu 
của chúng tôi đã được công bố trong Tạp chí [Nanotechnology (2016), DOI 10,1088/0957-
4484/27/33/335202]. Ngoài ra, chúng tôi cũng nghiên cứu chế tạo màng điện cực cửa sổ 
ZnO/ITO bằng phương pháp phún xạ ở phần cuối của chương. 
3.1 Chế tạo lớp điện cực cửa sổ AgNW/ZnO bằng phương pháp ALD 
3.1.1 Giới thiệu phương pháp tạo màng bằng ALD 
 Phương pháp chế tạo màng mỏng bằng ALD là một phương pháp thuộc nhóm phương 
pháp lắng đọng hơi hóa học để chế tạo màng với chiều dày có thể kiểm soát được lên đến cỡ 
nano mét. Các tiền chất được dùng trong ALD phải có khả năng hoạt động bề mặt và có khả 
năng bám một lớp phân tử trên bề mặt đế. 
 Màng chế tạo theo phương pháp này sẽ từng bước được hình thành thông qua các chu 
kỳ hoạt động ALD. Nguyên lý hoạt động của một chu kỳ hoạt động của ALD được mô tả 
như sau (với A, B là ký hiệu các tiền chất được dùng trong ALD): 
 Ban đầu, tiền chất A được đưa vào buồng ALD, tại đây do tiền chất này có tính chất 
và khả năng hoạt động bề mặt nên nó sẽ được hấp phụ và tạo một lớp phân tử trên bề mặt 
đế. Hình 3-1 minh hoạ giai đoạn này, các phân tử tiền chất A (màu xanh) và sẽ được phủ một 
lớp trên đế. 
 Tiếp theo, phần dư của tiền chất A sau đó sẽ được đẩy ra ngoài buồng ALD, và tiền 
chất B được đưa vào buồng ALD. Hình 3-2, minh hoạ giai đoạn này, các tiền chất B có màu 
đỏ và một lớp tiền chất A đã được phủ trên bề mặt đế trong giai đoạn trước đó có màu xanh. 
 51 
Hình 3-1: Nguyên lý ALD, giai đoạn tiền chất A được đưa vào buồng ALD. 
Hình 3-2: Nguyên lý ALD, giai đoạn tiền chất B được đưa vào buồng ALD. 
Hình 3-3: Nguyên lý ALD, giai đoạn phản ứng các tiền chất để tạo lớp vật liệu cần phủ. 
 Ở giai đoạn này, tiền chất B sẽ phản ứng với tiền chất A để hình thành một lớp vật liệu 
cần phủ trên bề mặt mẫu như trong Hình 3-3. Sau đó, tiền chất B và các sản phẩm phụ của 
phản ứng sẽ được làm sạch khỏi buồng phản ứng. Một chu trình hoạt động của ALD kết thúc 
và kết quả là cho ta một lớp vật liệu mọc trên đế. 
 Tiếp tục như vậy, các chu trình hoạt động của ALD khác lần lượt được thực hiện và 
quá trình lặp lại cho đến khi mẫu màng được phủ bằng ALD đã đạt được độ dày mong muốn 
như minh hoạ tron