Efecto de la presión de sulfurización-cristalización sobre las propiedades ópticas del CU2ZNSNS4
DOI:
https://doi.org/10.19136/jeeos.a8n3.6472Palabras clave:
Cristalización; CZTS; evaporación térmica; SulfurizaciónResumen
Se depositaron sulfuros binarios mediante la evaporación térmica secuencial bajo el orden de apilamiento vidrio/CuS/SnS/ZnS y posteriormente fueron sometidos a un proceso de sulfurización-cristalización de dos pasos, en la primera etapa a 200 °C por 30 min y en la segunda de 550 °C durante 15 min, variando las presiones de 10 TORR y 40 TORR, las películas obtenidas fueron caracterizadas usando difracción de rayos-X, transmitancia, reflectancia, espectroscopia Raman y Fotorespuesta. Con el objetivo de identificar y estudiar el efecto de la presión en el proceso de sulfurización-cristalización que permite formar películas de Cu2ZnSnS4 (CZTS) en su fase Kesterita. De acuerdo con la caracterización se obtuvieron películas delgadas, cristalizadas a una presión de 40 TORR, de fase kesterita con una brecha de energía 1.36 eV, así como tamaño de cristal adecuado de 18.33 nm, además, presenta una conductividad en oscuridad de 9x10-3 (Ω-cm)-1 y 1.32x10-2 (Ω-cm)-1 en iluminación, fotosensibilidad de 0.46. Los resultados obtenidos, muestran que, a una mayor presión de tratamiento térmico mejora la calidad cristalina y por tanto el valor de fotosensibilidad
Referencias
[1] Green MA, Emery K, Hishikawa Y, et al (2017) Solar cell efficiency tables (version 49). Progress in Photovoltaics: Research and Applications 25:3–13. https://doi.org/10.1002/pip.2855
[2] Ferhati H, Djeffal F (2018) Graded band-gap engineering for increased efficiency in CZTS solar cells. Opt Mater (Amst) 76:393–399. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2018.01.006
[3] Khemiri N, Chamekh S, Kanzari M (2020) Properties of thermally evaporated CZTS thin films and numerical simulation of earth abundant and non toxic CZTS/Zn(S,O) based solar cells. Solar Energy 207:496–502. https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.06.114
[4] Olgar MA (2019) Optimization of sulfurization time and temperature for fabrication of Cu2ZnSnS4 (CZTS) thin films. Superlattices Microstruct 126:32–41. https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.12.012
[5] Tripathi S, Sadanand, Lohia P, Dwivedi DK (2020) Contribution to sustainable and environmental friendly non-toxic CZTS solar cell with an innovative hybrid buffer layer. Solar Energy 204:748–760. https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.05.033
[6] Enayati Maklavani S, Mohammadnejad S (2020) The impact of the carrier concentration and recombination current on the p+pn CZTS thin film solar cells. Opt Quantum Electron 52:279. https://doi.org/10.1007/s11082-020-02407-4
[7] Pandiyan R, Oulad Elhmaidi Z, Sekkat Z, et al (2017) Reconstructing the energy band electronic structure of pulsed laser deposited CZTS thin films intended for solar cell absorber applications. Appl Surf Sci 396:1562–1570. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.11.210
[8] Sánchez TG, Mathew X, Mathews NR (2016) Obtaining phase-pure CZTS thin films by annealing vacuum evaporated CuS/SnS/ZnS stack. J Cryst Growth 445:15–23. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2016.03.039
[9] Sanchez MF, Sanchez TG, Courel M, et al (2022) Effect of post annealing thermal heating on Cu2ZnSnS4 solar cells processed by sputtering technique. Solar Energy 237:196–202. https://doi.org/10.1016/j.solener.2022.04.002
[10] Azmi N, Chelvanathan P, Yusoff Y, et al (2021) Enhancing microstructural and optoelectronic properties of CZTS thin films by post deposition ionic treatment. Mater Lett 285:129117. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.129117
[11] Surgina GD, Zenkevich AV, Sipaylo IP, et al (2013) Reactive pulsed laser deposition of Cu2ZnSnS4 thin films in H2S. Thin Solid Films 535:44–47. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2012.11.072
[12] [12] Cardoso J, GomezDaza O, Ixtlilco L, et al (2001) Conductive copper sulfide thin films on polyimide foils. Semicond Sci Technol 16:123–127. https://doi.org/10.1088/0268-1242/16/2/311
[13] [13] Katagiri H, Ishigaki N, Ishida T, Saito K (2001) Characterization of Cu 2 ZnSnS 4 Thin Films Prepared by Vapor Phase Sulfurization. Jpn J Appl Phys 40:500–504. https://doi.org/10.1143/JJAP.40.500
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