بررسی خواص نوری، ساختاری و الکتریکی لایه نازک In۲S۳ به روش اسپری گرماکافت تحت تاثیر دما و نمک ایندیوم

چکیده مقاله

لایه انتقال دهنده الکترون (ETL) ، نقش اساسی درکارایی سلول خورشیدی ایفا می¬کند. درسال های اخیر In2S3 به عنوان ETL درسلول های خورشیدی لایه¬نازک CZT(S,Se) ,CIG(S,Se) و پروسکایتی موردتوجه بوده است. لذا در این پژوهش از روش ارزان اسپری گرماکافت به منظور ساخت لایه¬های In2S3 استفاده گردیده است. سپس تاثیر دما و نوع نمک ایندیوم بر ویژگی¬های الکتریکی، نوری، ساختاری و مورفولوژی لایه¬های In2S3 اسپری شده بررسی شده است. برای این منظورازطیف سنجی¬های شناسایی شامل پراش اشعه ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی (FESEM) با قابلیت آنالیزعنصری (EDS) ، طیف سنجی عبوری (UV-Vis) ، آنالیز الکتروشیمیایی موت شاتکی و مقاومت سنجی به روش پروب چهارنقطه ای استفاده شده است . بنابرنتایج حاصل ، تغییر پیش¬ماده ایندیوم (نمک کلریدی، نیتراتی و استاتی) بر بلورینگی و ویژگی¬های مورفولوژیکی اثرگذار است. لایه¬های حاصل از نمک استات ایندیوم درمقایسه با دو پیش ماده دیگر بشدت متخلخل هستند. درحالی که بهترین بلورینگی و کمترین مقاومت الکتریکی صفحه¬ای با پیش¬ماده کلریدی بدست آمده است . بعلاوه مقدار مقاومت صفحه¬ای با افزایش دمای لایه¬نشانی بطورقابل ملاحظه¬ای کاهش می¬یابد. اگرچه لایه¬های In2S3 همگی دارای رسانایی نوع n و گاف انرژی غیرمستقیم eV2 ~هستند اما سطوح انرژی ساختار نواری باتغییرپیش ماده ایندیم تغییر می¬کند.ازطرفی، چگالی حامل¬های اکثریت (الکترون) نیز از cm-3 1017 × 1/ 2 تا cm-3 1019 × 9/2 باتغییردماونوع پیش ماده قابل تغییراست . بیشترین میزان چگالی حامل¬ها مربوط به لایه¬های حاصل از پیش¬ماده استاتی در دمای °C 420 است.