تأثير السماكة على الخصائص الهيكلية والمورفولوجية والبصرية للأغشية الرقيقة النانوية من للتطبيقات الإلكترونية البصرية Cd1-xSnxS

المؤلفون

  • Lamia K. Abbas قسم الفيزياء، كلية العلوم، جامعة بغداد، بغداد، العراق.

DOI:

https://doi.org/10.21123/bsj.2024.10113

الكلمات المفتاحية:

بلورات Sn1-xCdxS، الانحلال الحراري بالرش الكيمياوي، جسيمات CdS النانوية، جسيمات SnS النانوية، الاغشية الرقيقة

الملخص

تتم تحضير أغشية رقيقة من البلورات النانويةSn1-xCdxS (x=0,0.7, and 1) بسماكات مختلفة (200، 300، 400) نانومتر على قواعد زجاجية عند درجة حرارة 300 درجة مئوية بطريقة المشاركة وطريقة الانحلال الحراري بالرش الكيميائي (CSP). تمت دراسة تأثير تركيز Sn والسمك على الخصائص التركيبية والبصرية للأغشية المحضرة. تم توصيف الأغشية لتقييم البنية والنفاذية وفجوة نطاق الطاقة الضوئية. أظهرت دراسات حيود الأشعة السينية (XRD) أن الأفلام كانت متعددة البلورات ذات هياكل سداسية ومتعامدة. أظهرت نتائج الأشعة السينية وقياس القوة الذرية أن حجم الحبيبات يزداد مع سمكها. تم تحديد طاقات فجوة النطاق البصري ونوع الانتقال والامتصاص البصري للأغشية من أطياف النفاذية البصرية. أظهرت دراسات الامتصاص البصري في مدى الطول الموجي (200-1100 نانومتر) أن قيم طاقة فجوة الطاقة للأغشية تتناقص من (2.48-1.95)الكترون فولت، (2.41-1.92)الكترون فولت، و(2.3- 1.89) الكترون \فولت مع زيادة تركيز القصدير ومع زيادة السمك (300,200، 400) نانومتر على التوالي. تم تحديد أفضل خواص للمادة المحضرة لإمكانية استخدامها في صناعة الخلايا الشمسية.

المراجع

Ahmet T, Tahsin K, Yusuf S. Structural and optical properties of Solar cells fabricated by spray pyrolysis deposited Cu2CdSnS4 thin films. Renew Energ. February 2020; 146: 1465-1470. https://doi.org/10.1016/j.renene.2019.07.057

Nada K, Lamia A, Suaad A . Effect Of Thickness On Structural And Optical Properties Of ZnxCd1-xS Thin Films Prepared By Chemical Spray Pyrolysis. Int J Thin Film Sci Technol.. 2013; 2(2). Article 8.

Laura A C, José F, Abimael J, José E , Amanda C. Study of CdS/CdS Nanoparticles Thin Films Deposited by Soft Chemistry for Optoelectronic Applications. Micromachines. 2023; 14(6): 1168; https://doi.org/10.3390/mi14061168

Meshram RS, Suryavanshi BM ,Thombre R.M . Structural and optical properties of CdS thin films obtained by spray pyrolysis . Adv Appl Sci Res..2012; 3(3): 1563-1671. https://doi.org/10.36648/0976-8610.14.2.11

Jae Y, Soumyadeep S, Myeng G, Jaeyeong H. Controlled thickness of a chemical-bath- deposited CdS buffer layer for a SnS thin film solar cell with more than 3% efficiency. J Alloys Compd.2019; 796: 160-166. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.05.035

Hakeem HS, Abbas NK. Preparing and studying structural and optical properties of Pb1-xCdxS nanoparticles of solar cells applications. Baghdad Sci J. 2021; 18(3): 640. https://doi.org/10.21123/bsj.2021.18.3.0640

Contreras JI, DíazJ Flores A, Lozada R, Álvarez R, Balderas AJ. Structural and optical modifications of CdS properties in CdS-Au thin films prepared by CBD. Results Phys. 2021; 22: 103914. https://doi.org/10.1016/j.rinp.2021.103914

Wojciech Z, Agnieszka R, Anita TZ. Rational Design of the Electronic Structure of CdS Nanopowders. Inorg Chem. 2023; 62: 10955−10964. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.3c00935

Mrinmoy D, Maitry D, Nipu K D, Ashoke Kumar Sen Gupta, Md Sharafat H , Mahmud M, et al. Deposition of CdS Thin Film by Thermal Evaporation. Int Conf Electr Comput Commun Eng. 2019 . at Cox's Bazar, Bangladeh. http://dx.doi.org/10.1109/ECACE.2019.8679325

Abdelhamid S, Sameh E, Mohamed A, Omar K, Talaat M, Samy A. Influence of Deposition Time on Structural, Morphological, and Optical Properties of CdS Thin Films Grown by Low-Cost Chemical Bath Deposition . Crystals. 2023; 13(5): 788 https://doi.org/10.3390/cryst13050788

Zainab Y, Nada KA. Green synthesis of CdS:Sn NPs by Starch as a Covering Agent and Studying its Physical Properties. Baghdad Sci J.:2023. https://dx.doi.org/10.21123/bsj.2023.7290

Rodríguez LA, Jose E, Ivonne L A , Jose C .Synthesis of π-SnS thin films through chemical bath deposition: effects of pH, deposition time, and annealing temperature. J Mater Sci Mater Electron. 2021; 32(6): 7464-7480. https://doi.org/10.1007/s10854-021-05459-8

Visakh V M, Akshaya KC, Vijayakumar KP . Fabrication of p-type and n-type SnS thin films through vacuum-free deposition techniques. Mater Today: Proceedings.2023; https://doi.org/10.1016/j.matpr.2023.02.104

Biswajit G ,Rajarshi R ,Sumit C ,Pushan B ,Subrata D.Synthyesis of SnS thin films via galvanostatic electrodeposition and fabrication of CdS/SnS heterostructure for photovoltaic applications . Appl Surf Sci.. 2010; 256(13): 4328-4333. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.02.025

Tulay O, Sabiha A, Salih K. Vibrational and morphological properties of Sn-doped CdS films deposited by ultrasonic spray pyrolysis method . Mater Sci Semicond Processing. 2010; 13(5-6): 325-328. http://dx.doi.org/10.1016/j.mssp.2011.02.013

Ogah E. O, Kotte R, Guillaume Z, Ian F, RobertW M. Annealing studies and electrical properties of SnS-based solar cells. Thin Solid Films. 2011; 519(21): 7425-7428. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.12.235

Guneri E, Ulutas C, KirmizigulF ,Altindemir G , Gode F, Gumus C. Effect of deposition time on structural, electrical , and optical properties of SnS thin films deposited by chemical bath deposition . Appl Surf Sci.. 2010; 257(4): 1189-1195. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.07.104

Calixto RM , Martinez H , Sanchez JA , CamposA, Tiburcio SA , Calixto ME. Structural ,optical ,and electrical properties of tin sulfide thin films grown by spray pyrolysis .Thin Solid Films. 2009; 517(7): 2497-2499. http://dx.doi.org/10.1016/j.tsf.2008.11.026

Turan E , KulM , Aybek AS , Zor M . Investigations In Structural Morphological And Optical Properties Of Cd 1-x Sn x S Thin Films . Int J Thin Film Sci Technol. 2020; 09(2): 89. http://dx.doi.org/10.18576/ijtfst/090202

Cruz JS , Perez RC, DelgadoGT , AngelOZ. CdS thin films doped with metal-organic salts using chemical bath deposition. Thin Solid Films. 2010; 518(7): 1791-1795. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2009.09.034

Sudipto S. A Status Review on Cu2ZnSn(S, Se)4-Based Thin-Film Solar Cells. Int J Photoenergy . 2020 ; Article ID 3036413. https://doi.org/10.1155/2020/3036413

Hosein K, Amin R B. Electrochemically deposited nanostructured Cd-doped SnS thin films: Structural and optical characterizations. Ceram Int. 2023.https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2023.11.354

Aimi Y, Takashi K, Yoji A, Shigeyuki N, Hiroto O, Hironori K, et al .Influence of Sn/S composition ratio on SnS thin-film solar cells produced via co-evaporation method24-K. Jpn J Appl Phys. 2018; 57(252). https://doi.org/10.7567/JJAP.57.02CE08

Youssef N, Bouchaib H, Hicham L, Ahmed Z, Amine B, Abdelkrim B et.al. Synthesis of tin monosulfide SnS thin films via spray pyrolysis method based on Taguchi design for solar absorber. Opt Mater. 2022; 131: 112669.https://doi.org/10.1016/j.optmat.2022.112669

Youssef N, Bouchaib H, Hicham L, Ahmed Z, Amine B, Abdelkrim B,et al. Synthesis of tin monosulfide SnS thin films via spray pyrolysis method based on Taguchi design for solar absorber. Opt Mater. 2022; 131: 112669. https://doi.org/10.1016/j.optmat.2022.112669.

Cullity B D, Stock S R. Elements of x-ray diffraction. 3 rd ed., Prentice Hall, New york, 2001.

Ilican S, CaglarY, Caglar M, Yakuphanoglu F. Structural, optical and electrical properties of F-doped ZnS nanorod semiconductor thin films deposited by sol-gel process. Appl Sur Sci. 2008; 255: 2353-2359. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2008.07.111

Aadim K, Ibrahim A, Marie J. Structural and optical properties of PbS thin films deposited by pulsed laser deposited (PLD) technique at different annealing temperature. Int J Phys. 2017; 5(1): 1-8. https://doi.org/10.12691/ijp-5-1-1

Ziaul R K, Zulfequar M, Effect of thickness on structural and optical properties of thermally evaporated cadmium sulfide polycrystalline thin films. Chalcogenide Lett. 2010; 7(6): 431-438 . https://chalcogen.ro/431_Raza-Khan.pdf

Shaker DS, Abass NK, Ulwall RA. Preparation and study of the structural, morphological and optical properties of pure tin oxide nanoparticle doped with Cu. Baghdad Sci J., 2022; 19(3): 660–669. https://doi.org/10.21123/bsj.2022.19.3.0660

Kathirvela N, Suriyanarayanan N, Suriyanarayanan S, Prabahar S. Structureal .electrical and optical properties of CdS thin films by vacuum evaporation deposition . J Ovonic Res. 2011; 7(4): 83-92.

Nwofe PA, Ramakrishna KT,. Tan JK, Forbes I, Miles RA. Thickness Dependent Optical Properties of Thermally Evaporated SnS Thin Films. Phys Procedia.2012; 25: 150-157. https://doi.org/10.1016/j.phpro.2012.03.064

Francisco T, Leitão M A , MirandaMarcus A R ,Miranda C, Morilla-Santos C, Morilla S M, et.al. The Scherrer equation and the dynamical theory of X-ray diffraction. Acta Crystallogr Found Adv. 2016; 72(3). http://dx.doi.org/10.1107/S205327331600365X

Khan ZR, Zulfequar M, Khan NS. Effect of thickness on structural and optical properties of thermally evaporated cadmium sulfide polycrystalline thin films. Chalcogenide Lett.2010; 7(6): 431-438.

التنزيلات

إصدار

القسم

article

كيفية الاقتباس

1.
تأثير السماكة على الخصائص الهيكلية والمورفولوجية والبصرية للأغشية الرقيقة النانوية من للتطبيقات الإلكترونية البصرية Cd1-xSnxS . Baghdad Sci.J [انترنت]. [وثق 19 مايو، 2024];21(8). موجود في: https://bsj.uobaghdad.edu.iq/index.php/BSJ/article/view/10113