使用喷雾热解技术制备和表征原始和Sn合铜硫化物 (CGS) 薄膜,使用喷雾热解技术
1School of Physics, Madurai Kamaraj University, Madurai, Tamil Nadu, India.
Heliyon
|February 8, 2024
概括
这项研究探讨了用于太阳能电池的加硫化铜 (CGS) 薄膜. 1%重量的添加CGS样本显示了太阳能电池应用的最佳性能,显示了增强的吸收.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 半导体研究 半导体研究
背景情况:
- 像铜硫化物 (CGS) 这样的矿半导体是薄膜太阳能电池的有希望的吸收材料.
- 宽带间隙半导体对于先进的电子和光电子应用具有很高的需求.
- 研究了锡 (Sn) 兴奋剂,以调整CGS薄膜的性能.
研究的目的:
- 为了合成和表征未使用和添加的CGS薄膜.
- 为了评估 doping 度对 CGS 薄膜结构,形态和光学特性的影响.
- 为了确定薄膜太阳能电池应用的最佳锡兴奋剂水平.
主要方法:
- 使用经济高效的化学喷雾热解技术,制备了CGS薄膜.
- 描述涉及X射线衍射 (XRD),微拉曼光谱,能量散射X射线分析 (EDAX),UV-VIS-NIR光谱和扫描电子显微镜 (SEM).
- 在沉积过程中控制了喷嘴距离,喷雾时间,喷雾速率和温度等过程参数.
主要成果:
- XRD分析证实了原始和Sn-doped CGS薄膜的四角形阶段,随着兴奋剂的使用,结晶体大小下降.
- SEM显示了粒径大小和表面形态的变化,随着Sn度的增加,在较高的兴奋剂水平下观察到变形.
- 光学带间隙测量为2.47 eV (未使用兴奋剂),2.33 eV (1重%Sn) 和2.58 eV (3重%Sn),在使用兴奋剂的片中观察到增强的吸收.
结论:
- 兴奋剂不会改变CuGaS2晶格的晶体对称性.
- 1%重量的Sn合CGS薄膜表现出最有利的光带间隙和增强的吸收,使其成为太阳能电池应用的理想选择.
- 喷雾热解是一种可行的和灵活的方法,用于生产化酸盐薄膜.
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