Güneş pili uygulamaları için ultrasonik kimyasal püskürtme yöntemiyle CuxS ince filmlerin üretilmesi ve karakterizasyonu

Abstract

Bu çalışmada ultrasonik kimyasal püskürtme yöntemiyle cam alt tabanlar üzerine 240, 280 ve 320 ± 5oC sıcaklıklarında CuxS ince filmleri büyütülmüştür. CuxS ince filmlerin yapısal, optik, yüzeysel ve elektriksel özelliklerine alttaş sıcaklığının etkisi araştırılmıştır. Üretilen ince filmlerin kalınlıklarının, 160 nm – 380 nm arasında olduğu bulundu. X-ışını kırınım desenlerinden filmlerin kübik ve hekzagonal polikristal yapıya sahip oldukları belirlenmiştir. Optik incelemeler, bu materyallerin yasak enerji aralıklarının doğrudan bant geçişli özellik sergildiğini ve enerji aralıklarının yaklaşık 2,07 eV (CuS), 2,5 eV (Cu1,765S) ve 2,28 eV (Cu1,765S – Cu2S) değerlerinde olduğunu göstermiştir. Atomik kuvvet mikroskobu ile filmlerin üç boyutlu yüzey topografileri ve yüzey pürüzlülükleri incelenmiştir. Dört nokta uçlu hall ölçüm sistemi ile filmlerin bazı elektriksel parametreleri belirlenmiştir.

In this study, CuxS films were deposited at different substrate temperatures of 240, 280 and 320 ± 5oC on glass substrates by ultrasonic spray pyrolysis tecnique. The effect of substrate temperature on the structural, optical, morphological and electrical properties of CuxS thin films have been investigated. The thicknesses of produced thin films have been found to be in the range of 160 nm and 380 nm. X-ray diffraction spectra of the films showed that all films are polycrytalline with hexagonal and cubic CuxS phases. Optical investigations show that these materials have exhibited direct band gap characteristics with the band gap values of 2,07 eV (CuS), 2,5 eV (Cu1,765S) and 2,28 eV (Cu1,765S – Cu2S). Three dimensional surface topography and surface roughness of the films have been investigated by atomic force microscope. Four-point probe Hall effect measurement system has been used to determine some electrical parameters of the films.