Katman diziliminin ve sülfürleme parametrelerinin esnek molibden altıklar üzerine büyütülen CZTS ince filmlerin özellikleri üzerindeki etkisi
Küçük Resim Yok
Tarih
2024
Yazarlar
Dergi Başlığı
Dergi ISSN
Cilt Başlığı
Yayıncı
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
Erişim Hakkı
info:eu-repo/semantics/openAccess
Özet
Bu tez çalışmasında, esnek molibden (Mo) folyo üzerine manyetik saçtırma yöntemi kullanılarak Mo-folyo/CuSn/Cu/ZnS, Mo-folyo/CuSn/ZnS/Cu ve Mofolyo/ZnS/CuSn/Cu öncül katman dizilimleri üretilmiş ve devamında kesterit CZTS fazını elde etmek için Hızlı Tavlama Yöntemi (RTP) kullanılarak bu öncül katmanlar sülfür ortamında tavlanarak sırasıyla CZTS-I, CZTS-II ve CZTS-III filmler üretildi. (112) tercihli yönelimli XRD pikin FWHM değerleri kullanılarak hesaplanan kristal boyutları ve mikro-gerilmeler, CZTS-III örneğinin daha gelişmiş kristal kaliteye sahip olduğunu göstermiştir. Raman spektroskopisi ölçümleriyle tüm örneklerde kesterit CZTS fazının oluştuğu ve düşük miktarda CTS fazının varlığı doğrulanmıştır. Mofolyo/ZnS/CuSn/Cu katman sıralamasına ve CZTS-III filmlerinin SEM görüntülerinde, daha belirgin, homojen ve kompakt bir yüzey morfolojisi gözlemlenmiştir. CZTS ince film örneklerin optik bant aralık değerleri 1.44–1.50 eV aralığında değişkenlik göstermiştir. Alınan fotolüminesans (PL) ölçümleri, banttan banda geçişlerden ziyade, iletim bandından özden kusur seviyelerine geçişlerin olduğunu ortaya koymuştur.
In this thesis study, Mo-foil/CuSn/Cu/ZnS, Mo-foil/CuSn/ZnS/Cu, and Mofoil/ZnS/CuSn/Cu precursor layer sequences were produced using the magnetic sputtering method on flexible molybdenum (Mo) foil followed by sulfurization process using the Rapid Thermal Annealing (RTP) method to obtain the kesterite CZTS phase, resulting in the production of CZTS-I, CZTS-II, and CZTS-III films respectively. The crystallite sizes and microstrains calculated using the (112)-preferred orientation XRD peak Full Width at Half Maximum (FWHM) values showed that the CZTS-III sample had a more promising crystalline quality. Raman spectroscopy measurements confirmed the formation of the kesterite CZTS phase in all samples and the presence of a small amount of CTS phase. In SEM images of the of Mo-foil/ZnS/CuSn/Cu layer sequence and CZTS-III films, a more distinct, homogeneous, and compact surface morphology was observed. The optical bandgap values of the CZTS thin film samples varied in the range of 1.44–1.50 eV. Photoluminescence (PL) measurements revealed transitions from the conduction band to defect levels rather than band-to-band transitions. Electrical measurements indicated that CZTS-II and CZTS-III films had lower resistivity and higher carrier concentration due to their better crystalline quality.
In this thesis study, Mo-foil/CuSn/Cu/ZnS, Mo-foil/CuSn/ZnS/Cu, and Mofoil/ZnS/CuSn/Cu precursor layer sequences were produced using the magnetic sputtering method on flexible molybdenum (Mo) foil followed by sulfurization process using the Rapid Thermal Annealing (RTP) method to obtain the kesterite CZTS phase, resulting in the production of CZTS-I, CZTS-II, and CZTS-III films respectively. The crystallite sizes and microstrains calculated using the (112)-preferred orientation XRD peak Full Width at Half Maximum (FWHM) values showed that the CZTS-III sample had a more promising crystalline quality. Raman spectroscopy measurements confirmed the formation of the kesterite CZTS phase in all samples and the presence of a small amount of CTS phase. In SEM images of the of Mo-foil/ZnS/CuSn/Cu layer sequence and CZTS-III films, a more distinct, homogeneous, and compact surface morphology was observed. The optical bandgap values of the CZTS thin film samples varied in the range of 1.44–1.50 eV. Photoluminescence (PL) measurements revealed transitions from the conduction band to defect levels rather than band-to-band transitions. Electrical measurements indicated that CZTS-II and CZTS-III films had lower resistivity and higher carrier concentration due to their better crystalline quality.
Açıklama
Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Ana Bilim Dalı
Anahtar Kelimeler
Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
