Розробка оптимізованого поглинаючого шару Cu2ZnSnS4, створеного SILAR методом

Автори B. Benmazouza1, T. Sahraoui1 , M. Adnane1 , N. Hamamousse2, A. Djelloul3, Y. Larbah4, L. Benharrat3
Приналежність

1LMESM, Département de Technologie des Matériaux, Faculté de Physique, Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohamed Boudiaf USTO-MB, BP 1505, El M'naouer, 31000 Oran Algérie

2LEPSM, Département de Technologie des Matériaux, Faculté de Physique, Université des Sciences et de la Technologie d’Oran Mohamed Boudiaf USTO-MB, BP 1505, El M'naouer, 31000 Oran Algérie

3Centre de Recherche en Technologie des Semi-Conducteurs pour l’Energétique ‘CRTSE’, 02 Bd Frantz Fanon, BP 140, 7 Merveilles, Alger, Algérie

4Spectrometry Department, Nuclear Research Center of Algiers-CRNA, 02 Bd. Frantz Fanon BP, 399 Algiers, Algeria

Е-mail bouchra.benmazouza@univ-usto.dz
Випуск Том 15, Рік 2023, Номер 2
Дати Одержано 10 січня 2023; у відредагованій формі 18 квітня 2023; опубліковано online 27 квітня 2023
Посилання B. Benmazouza, T. Sahraoui, M. Adnane, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 15 № 2, 02004 (2023)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.15(2).02004
PACS Number(s) 68.55.Nq, 81.15._z, 42.79.Ek, 61.05.cp
Ключові слова Тонкі плівки CZTS, SILAR (6) , Поглинаючий шар, XRD (90) , Кестерит.
Анотація

У цьому дослідженні тонкі плівки Cu2ZnSnS4 (CZTS) були синтезовані на скляних підкладках за допомогою саморобного методу адсорбції та реакції послідовного іонного шару (SILAR). Хлорид міді (II) (CuCl2), хлорид цинку (II) (ZnCl2), хлорид олова (II) (SnCl2) використовували як катіонні прекурсори, а тіосечовину (CS(NH2)2) – як аніонні. Деіонізована (DI) вода була взята як розчинник для обох прекурсорів. До обох розчинів додавали кілька крапель аміаку, щоб забезпечити адсорбцію на скляній підкладці. Нанесені плівки були відпалені при 200 °C протягом 1 години в атмосфері повітря та досліджені методом рентгенівської дифракції (XRD), скануючої електронної мікроскопії (FESEM), атомно-силової мікроскопії (AFM), спектрофотометрії та діелектричної спектроскопії. Установлено утворення фази кестериту з переважною орієнтацією вздовж площини (112). Морфологічні спостереження за SEM та AFM показали рівномірний і однорідний тонкий шар CZTS. Оптичні властивості, отримані за допомогою аналізу УФ-видимого діапазону, показали, що CZTS має пряму заборонену зону 1,5 еВ у видимому діапазоні, що є близьким до типових значень ідеального поглинаючого шару. Вимірювання діелектричного опору показало, що тонка плівка CZTS представляє адсорбцію на нижніх частотах радіочастотного домену, яка зумовлена атомними коливаннями в кристалічній решітці. Отриманий CZTS має потенціал, щоб служити надійною, економічною та екологічно чистою альтернативою нестабільним, дорогим і токсичним шарам поглинача для фотоелектричних застосувань.

Перелік посилань