Synthesis and optical characterization of nanocrystalline CdTe thin films

خواص اپتیکی و سنتز لایه های نازک نانوکریستال CdTe

ABSTRACT

From several years the study of binary compounds has been intensified in order to find new materialsfor solar photocells. The development of thin film solar cells is an active area of research at this time.Much attention has been paid to the development of low cost, high efficiency thin film solar cells. CdTeis one of the suitable candidates for the production of thin film solar cells due to its ideal band gap, highabsorption coefficient.
The present work deals with thickness dependent study of CdTe thin films.Nanocrystalline CdTe bulk powder was synthesized by wet chemical route at pHE11.2 using cadmiumchloride and potassium telluride as starting materials. The product sample was characterized bytransmission electron microscope, X-ray diffraction and scanning electron microscope. The structuralcharacteristics studied by X-ray diffraction showed that the films are polycrystalline in nature. CdTethin films with thickness 40, 60, 80 and 100 nm were prepared on glass substrates by using thermalevaporation onto glass substrate under a vacuum of 106Torr.
The optical constants (absorptioncoefficient, optical band gap, refractive index, extinction coefficient, real and imaginary part of dielectricconstant) of CdTe thin films was studied as a function of photon energy in the wavelength region 400–۲۰۰۰ nm. Analysis of the optical absorption data shows that the rule of direct transitions predominates.It has been found that the absorption coefficient, refractive index (n) and extinction coefficient (k)decreases while the values of optical band gap increase with an increase in thickness from 40 to100 nm, which can be explained qualitatively by a thickness dependence of the grain size throughdecrease in grain boundary barrier height with grain size.

 جهت دانلود رایگان نسخه لاتین این مقاله اینجا کلیک کنید .

چکیده

چندین سال است که مطالعه ترکیبات دوتایی جهت یافتن مواد مناسب برای سلول های خوشیدی، تشدید شده است. ساخت سلول های خورشیدی لایه نازک در این دوران دارای تحقیقات فعالی است. به سلول های خورشیدی لایه نازک با بازده بالا و هزینه کم، توجه زیادی شده است. CdTe به دلیل باندگپ ایده آل و ضریب جذب بالایی که دارد، یکی از کاندیدهای مناسب برای تولید سلول های خورشیدی لایه نازک است.
پژوهش اخیر به وابستگی لایه های نازک CdTe به ضخامت مربوط است. پودر بالک CdTe نانوکریستال با روش شیمیایی و با استفاده از کادمیم کلراید و پتاسیم تلوراید به عنوان پیش ماده، در pH حدود ۲/۱۱ تولید شد. نمونه تولید شده با میکروسکوپ الکترونی انتقالی، پراش اشعه X میکروسکوپ الکترونی روبشی مورد شناسایی قرار گرفت. خواص ساختاری که با پراش اشعه X بدست آمد نشان داد که لایه ها ماهیت پلی کریستال دارند. لایه های نازک CdTe با ضخامت های ۴۰، ۶۰، ۸۰ و ۱۰۰ نانومتر، روی زیرلایه شیشه ای و با استفاده از تبخیر حرارتی تحت یک خلأ Torr ^۶-۱۰ ساخته شدند.
ثوابت اپتیکی (ضریب جذب، باندگپ نوری (اپتیکی)، ضریب شکست نور، ضریب تضعیف (خاموشی)، بخش واقعی و مجازی ثابت دی الکتریک) از لایه های نازک CdTe به عنوان تابعی از انرژی فوتون در محدوده طول موج nm 2000- 400 مورد مطالعه قرار گرفتند. تحلیل داده های جذب نور، غالب بودن نقش عبور مستقیم را نشان می دهد. مشخص شد که ضریب جذب، ضریب شکست (n) و ضریب تضعیف (خاموشی) (k) با افزایش باندگپ نوری همراه با افزایش ضخامت از ۴۰ به ۱۰۰ نانومتر، کاهش می یابد، که می توان آن را به صورت وابستگی ضخامت به اندازه دانه به واسطه کاهش ارتفاع سد مرزدانه ای با اندازه دانه نشان داد.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.