مشخصه یابی لایه های نازک Cu۲ZnSnS۴ ایجاد شده به روش رسوب فیزیکی بخار تبخیر آنی

در این پژوهش لایه های نازک نیمه رسانای Cu۲ZnSnS۴ توسط رسوب لایه های آلیاژی مس-روی-قلع روی زیرلایه شیشه به روش رسوب فیزیکی بخار تبخیر آنی و سپس آنیل لایه ها در اتمسفر حاوی گوگرد ساخته شدند. تاثیر پارامترهای فرآیند بر ترکیب شیمیایی، ساختار، مورفولوژی و جذب نوری لایه های نازک ساخته شده پیش و پس از عملیات حرارتی گوگرددهی با استفاده از پراش پرتو ایکس، طیف سنجی رامان، میکروسکوپ الکترونی روبشی و طیف-سنجی فرابنفش-مرئی مطالعه شد. یافته های پراش پرتو ایکس و طیف سنجی رامان نشان داد CZTS کستریت فاز غالب در لایه های نازک آنیل شده است. با این وجود نتایج طیف سنجی فرابنفش-مرئی حاکی از آن است که فازهای ثانویه موجود بر رفتار نوری لایه های نازک موثر است. ایجاد خواص بهینه در لایه-های نازک CZTS نیازمند انتخاب صحیح متغیرهایی مانند ترکیب پودر اولیه PVD، مقدار گوگرد، دما و زمان گوگرددهی است. به دلیل پیچیدگی نحوه تاثیر این متغیرها بر ساختار و خواص لایه های نازک از روش طراحی آزمایش تاگوچی برای تعیین میزان اهمیت هر متغیر و نیز انتخاب بهترین ترکیب از متغیرهای فرآیند برای ایجاد گاف انرژی بهینه در لایه های نازک CZTS استفاده شد. نمونه ساخته شده بر اساس پارامترهای پیشنهادی روش تاگوچی کمترین مقدار گاف انرژی، eV ۱/۵۶، را نشان داد.

Keywords:

CZTS , رسوب فیزیکی بخار , تبخیر آنی , لایه نازک , روش تاگوچی