Tác động của độ dày lên các tính chất quang - điện của phim SnS và hiệu suất quang điện của các tế bào quang điện SnS/i-a-Si/n-a-Si

Applied Physics A Solids and Surfaces - Tập 117 - Trang 2167-2173 - 2014
Feng Jiang, Honglie Shen, Jin Jiao

Tóm tắt

Các phim SnS orthorhombic có độ dày khác nhau đã được chế tạo thành công thông qua quá trình lưu huỳnh hóa các lớp tiền tố Sn được phun khác nhau. Tất cả các hệ số hấp thụ của các phim SnS có độ dày khác nhau đều cao hơn 2 × 10^4 cm−1 trong vùng ánh sáng khả kiến từ 400–800 nm, và khoảng cách dải trực tiếp của các phim SnS này được ước tính là khoảng 1.2 eV. Hơn nữa, các tế bào quang điện SnS/i-a-Si/n-a-Si với các lớp hấp thụ SnS có độ dày lần lượt là 205-, 420-, 635-, 845- và 1,060-nm đã được chế tạo, trong đó tế bào quang điện dựa trên lớp hấp thụ SnS dày 845 nm cho thấy hiệu suất chuyển đổi cao nhất là 0.42 %, mật độ dòng ngắn mạch là 2.4 mA/cm2, và điện áp hở mạch là 362 mV.

Từ khóa

#SnS films #optoelectronic properties #photovoltaic performance #solar cells #absorption coefficient #band gap #thin films

Tài liệu tham khảo

P. Jackson, D. Hariskos, E. Lotter, S. Paetel, R. Wuerz, R. Menner, W. Wischmann, M. Powalla, to be published in 2011 Prog. Photovolt. Res. Appl. 19(7), 894–897 (2011) O.E. Ogah, G. Zoppi, I. Forbes, R.W. Miles, Thin Solid Films 517, 2485–2488 (2009) L.L. Cheng, M.H. Liu, M.X. Wang, S.C. Wang, G.D. Wang, Q.Y. Zhou, Z.Q. Chen, J. Alloy, Compd. 545, 122–129 (2012) D.D. Vaughn, O.D. Hentz, S. Chen, D. Wang, R.E. Schaak, Chem Commun 48, 5608–5610 (2012) A.T. Kana, T.G. Hibbert, M.F. Mahon, K.C. Molloy, I.P. Parkin, L.S. Price, Polyhedron 20, 2989 (2001) X. Chen, Y. Hou, B. Zhang, X.H. Yang, H.G. Yang, Chem. Commun. doi:10.1039/c3cc42679c G. Radovsky, R. Popovitz-Biro, M. Staiger, K. Gartsman, C. Thomsen, T. Lorenz, G. Seifert, R. Tenne, Angew. Chem. 123, 12524–12528 (2011) W. Guo, Y. Shen, W. Mingxing, L. Wang, L. Wang, T. Ma, Chem. Eur. J. 18, 7862–7868 (2012) P. Tang, H. Chen, F. Cao, G. Pan, K. Wang, X. Minghong, Y. Tong, Mater. Lett. 65, 450–452 (2011) J. Vidal, S. Lany, M. d’Avezac, A. Zunger, A. Zakutayev, J. Francis, J. Tate, Appl. Phys. Lett. 100, 032104 (2012) K.T. Ramakrishna Reddy, K. Ramya, G. Sreedevi, T. Shimizu, Y. Murata, M. Sugiyama, Energy Procedia 10, 172–176 (2011) L. Yu, A. Zunger, Phys. Rev. Lett. 108, 068701 (2012) K. Ramakrishna Reddy, N. Koteswara Reddy, R. Miles, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 90, 3041–3046 (2006) P. Sinsermsuksakul, K. Hartman, S.B. Kim, J. Heo, L. Sun, H.H. Park, R. Chakraborty, T. Buonassisi, R.G. Gordon, Appl. Phys. Lett. 102, 053901 (2013) P. Sinsermsuksakul, L. Sun, S. W. Lee, H. H. Park, S. B. Kim, C. Yang, R. G. Gordon, Adv. Energy Mater. doi:10.1002/aenm.201400496 K. Hartman, J. Johnson, M.I. Bertoni, D. Recht, M.J. Aziz, M.A. Scarpulla, T. Buonassisi, Thin Solid Films 519, 7421–7424 (2011) M. Sugiyama, K.T.R. Reddy, N. Revathi, Y. Shimamoto, Y. Murata, Thin Solid Films 519, 7429–7431 (2011) B. Ghosh, M. Das, P. Banerjee, S. Das, Semicond. Sci. Technol. 24(2), 025024 (2009) K.T.R. Reddy, N.K. Reddy, R.W. Miles, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 90(18–19), 3041–3046 (2006) S.A. Bashkirov, V.F. Gremenok, V.A. Ivanov, V.V. Lazenka, K. Bente, Thin Solid Films 520(17), 5807–5810 (2012) B. Ghosh, M. Das, P. Banerjee, S. Das, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 92, 1099–1104 (2008) M. Gunasekaran, M. Ichimura, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 91(9), 774–778 (2007) A. Sanchez-Juarez, A. Tiburcio-Silver, A. Ortiz, Thin Solid Films 480, 452–456 (2004) Y. Wang, H. Gong, B.H. Fan, G.X. Hu, J. Phys. Chem. C 114(7), 3256–3259 (2010) H. Matsuura, H. Okushi, K. Tanaka, T. Okuna, J. Appl. Phys. 55, 1012–1019 (1984) P. Gang, W. Xiaojing, T. Pengju, Z. Wenli, Y. Jun, Proceedings of ISES Solar World Congress 2007: Solar Energy and Human Settlement, 4 PV Technology, System and Applications, pp. 1159–1163 A. Niemegeers, M. Burgelman, A. Devos, Appl. Phys. Lett. 67(6), 843–845 (1995) T. Minemoto, T. Matsui, H. Takakura, Y. Hamakawa, T. Negami, Y. Hashimoto, T. Uenoyama, M. Kitagawa, Sol. Energy Mater. Sol. Cells 67(1–4), 83–88 (2010) A. Yamada, K. Matsubara, K. Sakurai, S. Ishizuka, H. Tampo et al., Appl. Phys. Lett. 85, 5607 (2004) X. Zhan, Y. Chen, Semicond. Sci. Technol. 27, 035007 (2012) M. Devika, N. Koteeswara Reddy, K. Ramesh, R. Ganesan, K.R. Gunasekhar, E.S.R. Gopal, K.T. Ramakrishna Reddy, J. Electrochem. Soc. 154(2), H67–H73 (2007) L. Zhang, H. Shen, Z. Yue, F. Jiang, T. Wu, Y. Pan, Chin. Phys. B 22, 016803 (2013)