Sülfürleme süresinin sulu çözelti karışımı ile hazırlanan Cu2SnS3 ince filmlerin özellikleri üzerine etkisi

Authors : Sevde Erkan, Yavuz Atasoy, Mehmet Ali Olğar, Recep Zan

Pages : 36-43

Doi:10.28948/ngumuh.1549548

View : 75 | Download : 105

Publication Date : 2025-01-15

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, basit ve çevre dostu sulu bir öncül karışım kullanılarak Cu2SnS3 (CTS) ince filmleri dönel kaplama sisteminde üretilmiştir. 2- metoksietanol -saf su çözeltisi kullanılarak hızlı tavlama fırınında büyütülen CTS ince filmlerinde sülfürleme süresinin yapısal, optik ve elektrik özellikler üzerine etkileri ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. 525°C’de 60s, 180s ve 300s bekleme sürelerinde üretilen CTS ince filmlerin, Cu-zengini stokiyometriye sahip olduğu ve monoklinik fazda kristalleştiği Enerji Dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDX) ile tespit edilmiştir. X ışını kırınımı (XRD) analizleri ile hesaplanan parametrelere göre, 35.6 nm kristal boyutuna sahip CTS-180 örneğinin diğer numunelere kıyasla daha düşük dislokasyon yoğunluğuna ve mikro gerinime sahip olduğu, dolayısı ile daha yüksek kalitede kristalleştiği tespit edilmiştir. Raman analizleri, XRD sonuçlarında ortaya çıkan CTS monoklinik fazı ve ikincil faz oluşumlarını desteklemektedir. Diğer taraftan, örneklerin Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) ile yüzey görüntüleri incelendiğinde sülfürleme süresinin filmlerin yüzey morfolojisini değiştirdiği belirlenmiştir. Sülfürleme süresinin artması ile homojen dağılımlı kompakt yüzey görüntülerinin elde edildiği tespit edilmiştir. Yapılan optik soğurma ölçümleri ile örneklerin yasak enerji bant aralığı değerlerinin 1.01-1.10 eV arasında olduğu belirlenmiş, bu değerlerin aynı zamanda CTS’nin monoklinik fazına atfedilmiştir. CTS-180 örneğinin diğerlerine göre daha yüksek taşıyıcı yoğunluğuna ve daha düşük özdirence sahip olduğu belirlenmiş olup, tüm karakterizasyon sonuçlarına göre CTS-180 örneğinin güneş hücre uygulamaları için uygun yapısal, morfolojik optik ve elektrik özellikler sergilediği sonucuna varılmıştır.
Keywords : CTS ince film, Dönel Kaplama, Sülfürleme süresi, Su bazlı çözelti