التخصص: الفيزياء

التخصص الدقيق: فيزياء تطبيقية

المستخلص: الخواص التركيبية، التصويرية (التشكيلية) والضوئية للأغشية الرقيقة من مركب (نحاس – زنك – قصدير – كبريت) كدالة لدرجة حرارة التلدين من خلال المشتقة الاولي لمنحني التحليل الوزني الحراري على الركائز الزجاجية بطريقة التبخر الحراري. كانت سماكة الأفلام حوالي 900 نانومتر. تم دراسة التركيب والتكوين عن طريق قياسات حيود الأشعة السينية، الميكرسكوب (المجهر) الإلكتروني الماسح، طيف رامان وقياسات الامتصاص الضوئي. أظهرت جميع الشرائح تركيب معدن الكبريتيد بصيغة مركب (نحاس – زنك – قصدير – كبريت) مع اتجاه مفضل من خلال اتجاه مستوي (112). تمت دراسة التغيرات في معاملات التركيب الدقيق، مثل الحجم البلوري وانفعال الشبكية مع درجة حرارة التلدين. أظهرت النتائج زيادة الأحجام البلورية، لكن انفعال الشبكية ينخفض مع زيادة درجة حرارة التلدين. اظهر الميكرسكوب الالكتروني الماسح لشريحة رقيقة من مركب (نحاس – زنك – قصدير – كبريت) الملدنة عند درجة حرارة 500 درجة مئوية تكتل (تجمع) كبير في حجم البلورات. تم حساب طاقة الفجوة باستخدام المشتقة الاولي من اطياف الامتصاص التي تنخفض مع زيادة درجة حرارة التلدين. تؤكد النتائج أن شريحة رقيقة من مركب (نحاس – زنك – قصدير – كبريت) الملدنة عند درجة حرارة 500 درجة مئوية تكتل (تجمع) كبير للحبيبات وطاقة فجوة مثالية (1,28 الكترون فولت) لطبقة الامتصاص للخلية الشمسية.

Abstract: Structural, morphological and optical properties of Cu2ZnSnS4 (CZTS) thin films as a function of annealing temperature in terms of the first derivative of TGA curve on glass substrates by thermal evaporation method. The thicknesses of the films were about 900 nm. Their structure and composition are studied by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Raman spectrum and optical absorbance measurements. All the films exhibited kesterite structure with preferential orientation along the (112) direction. The variations of the Microstructural parameters, such as crystallite size and lattice strain with annealing temperature were studied. The results show the crystallite sizes increase but the lattice strains decrease with increasing annealing temperature. SEM of the CZTS thin film annealed at 500 °C exhibited large agglomeration of crystallites size. The energy gap was calculated using the first derivative of absorbance spectra that decreases with increasing annealing temperature. The results confirm that the CZTS thin film annealed at 500 °C exhibited large agglomeration of grains and ideal band gap (Eg = 1.28 eV) for absorbing layer of solar cell.

الحالة: محكم ومنشور

جهة التحكيم: مجلة محكمة

دار النشر: National Institute of Research and Development for Optoelectronics

سنة النشر: 2020