بررسی ویژگی نوری، ساختاری و الکتریکی لایه نازک in2s3 به روش اسپری گرماکافت تحت تاثیر دما و نمک ایندیوم

لایه انتقال دهنده الکترون etl ، نقش اساسی درکارایی سلول خورشیدی ایفا می‌کند. درسال های اخیر in2s3 به عنوان etl درسلول های خورشیدی لایه‌نازک czts,se ,cigs,se و پروسکایتی موردتوجه بوده است. لذا در این پژوهش از روش ارزان اسپری گرماکافت به منظور ساخت لایه‌های in2s3 استفاده گردیده است. سپس تاثیر دما و نوع نمک ایندیوم بر ویژگی‌های الکتریکی، نوری، ساختاری و مورفولوژی لایه‌های in2s3 اسپری شده بررسی شده است. برای این منظورازطیف سنجی‌های شناسایی شامل پراش اشعه ایکس xrd، میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی fesem با قابلیت آنالیزعنصری eds ، طیف سنجی عبوری uv-vis ، آنالیز الکتروشیمیایی موت شاتکی و مقاومت سنجی به روش پروب چهارنقطه ای استفاده شده است . بنابرنتایج حاصل ، تغییر پیش‌ماده ایندیوم نمک کلریدی، نیتراتی و استاتی بر بلورینگی و ویژگی‌های مورفولوژیکی اثرگذار است. لایه‌های حاصل از نمک استات ایندیوم درمقایسه با دو پیش ماده دیگر بشدت متخلخل هستند. درحالی که بهترین بلورینگی و کمترین مقاومت الکتریکی صفحه‌ای با پیش‌ماده کلریدی بدست آمده است . بعلاوه مقدار مقاومت صفحه‌ای با افزایش دمای لایه‌نشانی بطورقابل ملاحظه‌ای کاهش می‌یابد. اگرچه لایه‌های in2s3 همگی دارای رسانایی نوع n و گاف انرژی غیرمستقیم ev2 ~هستند اما سطوح انرژی ساختار نواری باتغییرپیش ماده ایندیم تغییر می‌کند.ازطرفی، چگالی حامل‌های اکثریت الکترون نیز از cm-3 10^17 × 1/ 2 تا cm^-3 10^19 × 2/9 باتغییردماونوع پیش ماده قابل تغییراست . بیشترین میزان چگالی حامل‌ها مربوط به لایه‌های حاصل از پیش‌ماده استاتی در دمای °c 420 است.

pages | 2| issue7volume|2020summer harif.edumghorashi@kashanu.ac.irtaghavinia@s: *correspondent author26-35investigation of the optical, structural and electrical properties of in2s3thin films prepared by spray pyrolysis by changing indium salts under different temperatures

the electron transport layer etl plays an essential role in the solar cell performance. in recent years, in2s3 has been used as etl in photovoltaics such as czts, se, cig s, se and perovskite thin film solar cells. in this study, the easy and inexpensive spray pyrolysis method was used to fabricate in2s3 layers. the effect of indium salt type on the electrical, optical, structural and morphological characteristics of the as-sprayed in2s3 layers was investigated. regarding this target, the characterization techniques including x-ray diffraction xrd, field emission electron microscopy fesem equipped with elemental analysis eds, uv-vis spectrophotometer, mott schottky electrochemical analysis and four-point probe resistance analysis were used. the indium source chloride, nitrate and acetate salts has strong influence on the crystallinity and morphological properties. the layers resulted from precursor including indium acetate salt, are highly porous compared to the other two precursors. whereas, the best crystallinity and lowest electrical surface resistivity by using the chloride salt were obtained. in addition, the surface resistance decreases dramatically with increasing substrate temperature. although the prepared in2s3 layers all have n-type conductivity and indirect band gap of ~2 ev, the energy levels of the band structure varies by changing the indium salt. the density of the majority carriers electrons also varies from 2.1 × 1017 cm-3 to 2.9 × 1019 cm-3. the highest carrier density is related to the sprayed layers at 420 °c consuming indium acetate salt.