Fe ((acac) 3) インクから合成された鉄ピライト薄膜

科学分野:

• マテリアルサイエンス 材料科学
• 固体物理 固体物理学
• フォトボルトイカは,太陽光発電です.

背景:

• 鉄ピライト (FeS2) は地球に豊富に存在する物質で,薄膜太陽電池の開発の可能性があります.
• 以前の製造方法では,望ましいフィルム特性を達成する上で課題に直面していました.

研究 の 目的:

• 高品質の鉄ピライトフィルムを製造するための溶液相堆積方法を開発する.
• これらのフィルムの構造,組成,光学,電気的性質を特徴づける.
• これらのフィルムと化学蒸気堆積によって生成されたフィルムを比較するために.

主な方法:

• 溶液相沈殿は,鉄 (III) アセチラケトネート分子インクを用いて行われます.
• 空気,H2S,および硫黄ガスで連続的に冷却する.
• X線微分法,ラマン光譜法,アウガー電子光譜法,二次イオン質量スペクトロメトリ,X線光電子スペクトロメトリ (XPS) を用いた特徴付け.
• 光学測定と密度関数理論 (DFT) モデリング.

主要な成果:

• フェーズ純,大粒度,均一なポリクリスタリンピライトフィルムが成功裏に製造されました.
• 溶液に沈着したフィルムは,CVDフィルムと比較して異なる元素組成とより小さな光学帯のギャップ (0.87 ± 0.05 eV) を示した.
• マルカサイト (オーソロンビックFeS2) ポリモルフは,少なくともピライトと同じくらいのバンドギャップを有することが判明しました.
• すべてのフィルムはp型トランスポートを示し,特性は一貫して共通の欠陥または表面層によって支配されます.

結論:

• 溶液相堆積は,太陽電池アプリケーションのための鉄ピライトフィルムを生産するための有効な方法です.
• ピライトとマルカサイトの光学および構造的性質は比較可能である.
• FeS2薄膜の電気輸送特性は普遍的に制限されており,欠陥や表面状態に対処する必要性を示唆しています.