p460. ساخت و بررسي لايه جاذب CZTS به روش تبخير حرارتي تحت خلاء جهت استفاده در سلول‎هاي خورشيدي لايه‌نازك

Fabrication and characterization of CZTS absorber layer by vacuum thermal evaporation method for application in thin film solar cells

در اين مقاله خواص ساختاري و نوري لايه جاذب CZTS لايه‌نشاني شده به روش تبخير حرارتي تحت خلاء بر روي بستر‌‌هايي از جنس شيشه و موليبدن دي‌سولفيد بررسي شد. در ابتدا لايه جاذب CZTS به صورت چند لايه‌اي ZnS/Sn/S بر روي بستري از شيشه لايه‌نشاني شد و تحت دو فرايند متفاوت گوگرد‌دار شد. نتايج نشان داد به علت بالا بودن دما در فرايند اول گوگرد‌دار كردن، براي پيش ماده‌هاي فلزي لايه‌نشاني شده بازتبخير رخ داد و سطح نمونه چسبندگي مناسب به بستر را نداشت؛ اما شرايط دمايي فرآيند دوم گوگرد‌دار كردن، موجب رشد بلوري بهتر در كنار چسبندگي قوي‎تر لايه جاذب به بستر شد. خواص ساختاري و نوري به ترتيب توسط آناليز‌هاي پراش پرتو ايكس و طيف‌سنجي نوري-بازتابي بررسي شد. در ادامه پس از اطمينان خاطر از فرايند گوگردار كردن، لايه جاذب مجددا بر روي بستر موليبدن دي‌سولفيد لايه‎نشاني شد. گاف نواري بدست آمده از نمودار جذب نشان‌دهنده گاف نواري حدود 43/1 الكترون‌ولت بود كه براي كاربرد در سلول خورشيدي مناسب است.

In this paper, the structural and optical properties of the CZTS absorber layer deposited by vacuum thermal evaporation method on glass and molybdenum disulfide substrates were investigated. At first, the CZTS absorber layer was deposited on the glass substrate in layers of ZnS/Cu/Sn/S and then was sulfurized under two different processes. The results showed that due to the high temperature in the first process of sulfurization, the re-evaporation of the metallic metal precursors have been occurred and the surface of the sample did not have good adhesion to the substrate. However, the temperature conditions of the second process of sulfurization resulted in better crystalline growth along with a stronger adhesion of the absorber layer to the substrate. Structural and optical properties were investigated by X-ray diffraction and optical-reflectance spectroscopy, respectively. In the following, after assuring the process of sulfurization, the absorber layer was again deposited on the molybdenum disulfide substrate. The band gap was determined from its UV-Visible absorption spectrum. Optical absorption measurements yield a band gap of 1.43 eV, which is suitable for application in solar cell.