В последнее время пленки твердых растворов CuZnSn(S Se) (CZTSSe) используются в качестве светопоглощающих слоев в тонкопленочных солнечных элементах. Пленки CZTSSe являются аналогом Cu(In,Ga)Se, но не содержат редких и дорогостоящих элементов In и Ga. В настоящей работе пленки CZTSSe получены двухстадийным методом. На первой стадии проведено электрохимическое осаждение компонентов Cu, Zn, Sn и S (или Se) на стекло с подслоем Mo. На второй осуществлен последующий отжиг в атмосфере Se(S) в потоке N. Показано, что фазовый состав и структура синтезированных пленок CZTSSe сильно зависят от их элементного состава и режимов обработки. Получены поликристаллические пленки CZTSSe тетрагональной структуры, содержащие фазы кестерита и станнита, с энергией запрещенной зоны 1,36 и 1,48 эВ. Исследование комбинационного рассеяния пленок подтверждает формирование твердых растворов CZTSSe с двухмодовым характером колебаний для пленок, содержащих свыше 30 ат.% серы. Предварительные результаты демонстрируют применимость предлагаемого метода для создания пленок CZTSSe для тонкопленочных солнечных элементов.
Зарецкая Елена Петровна
ГНПО «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материа-ловедению», г. Минск, Беларусь
Станчик Алёна Викторовна
ГНПО «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материа-ловедению», г. Минск, Беларусь
1. Green M. A, Emery K., Hishikawa Y., Warta Y., Dunlop E.D. Solar cell efficiency tables (version 49). Prog. Photovolt: Res. Appl., 2017.vol. 25, pp. 3–13.
2. Delbos S., Kesterite thin films for photovoltaics: a review. EPJ Photovolt., 2012, vol. 3, p. 35004.
3. Wang W., Winklern M.T., Gunawan O., Gokmen T., Todorov T.K., Zhu Y., Mitzi D.B. Device Characteristics of CZTSSe Thin-Film Solar Cells with 12.6% Efficiency. Adv. Energy Mater., 2014, vol. 4, N.7, p. 1301465.
4. Dergacheva M.B., Urazov K.A., Nurtazina A.E., Electrodeposition of thin Cu2ZnSnS4 films. Russ. J. Electrochem., 2017, vol. 53, N.3, pp. 366–374.
5. Khare A., Himmetoglu B., Johnson M., Norris D.J., Cococcioni M., Audil E.S. Calculation of the lattice dynamics and Raman spectra of copper zinc tin chalcogenides and comparison to experiments. J Appl Phys., 2012, vol. 111, p. 083707.
6. Caballero R., Garcia-Llamas E., Merino J.M., Leon M., Babichuk I., Dzhagan V., Strelchuk V., Valakh M. Non-stoichiometry effect and disorder in Cu2ZnSnS4 thin films obtained by flash evaporation: Raman scattering investigation. Acta materials, 2014, vol. 65, pp. 412–417.
7. Chandrasekhar H.R., Humphreys R.G., Zwick U., Cardona M. Infrared and Raman spectra of the IV-VI compounds SnS and SnSe. Phys. Rev. B., 1977,vol. 15, N.4, pp. 2177–2183.
8. Xue C., Papadimitriou D., Raptis Y.S., Richter W., Esser N., Siebentritt S., Lux-Streiner M.Ch., Micro-Raman Study of Orientation Effects of CuxSe -Crystallites on Cu-rich CuGaSe2 Thin Films. J. Appl. Phys., 2004, vol. 96, N.4, pp.1963–1966.
9. Dimitrievska M., Fairbrother A., Fontané X., Jawhari T., Izquierdo-Roca V., Saucedo E., Pérez-Rodríguez A. Multiwavelength excitation Raman scattering study of polycrystalline kesterite Cu2ZnSnS4 thin films. Appl. Phys. Lett., 2014, vol. 104, p. 021901.
10. Kubelka P. New contributions to the optics of intensely light-scattering materials. Part I. J Opt Soc Am., 1948, vol. 38, pp. 448–457.