ساخت و مشخصه يابي لايه نازك اكسيد روي و اكسيد روي آلاييده شده با آلومينيوم و قلع در دماي پايين

Synthesize and characterization of thin film layers of Zinc Oxide and Zinc Oxide doped with Aluminum and Tin at low temperature

هدف از انجام اين پژوهش ساخت لايه هاي نازك شفاف و هادي روي اكسيد به روش شيميايي جهت استفاده در سلول هاي خورشيدي تمام اكسيدي است. محلول روي اكسيد با استفاده از نمك روي استات به روش سل-ژل در دماي 60 درجه سانتيگراد تهيه گرديد. سپس به محلول روي اكسيد در صد هاي مختلفي (4 ,3 ,2 ,1 ,0) از پيش مواد Al و S7 اضافه شد. محلول حاصل با روش لايه نشاني چرخشي بر روي زير لايه لام شيشيه اي و كوارتز با دفعات مختلف ( 2، 4، 10 و 20 بار )لايه نشاني شد. لايه ها در دو دماي 150 و 450 درجه سانتيگراد به مدت 2 ساعت به منظور بهبود خواص پخت داده شد. لايه ها با مشخصه يابي هاي مختلف شامل UV - Vis ، دستگاه پتانسيواستات، FESEM XRD مورد مطالعه قرار گرفتند. فيلم هاي روي اكسيد بسته به ضخامت و نوع پيش ماده ميزان عبور متفاوتي را نشان دادند كه بهترين عبور حدود 93% در ناحيه مرئي براي فيلم ساخته شده از روي اكسيد و با 4 بار لايه نشاني است كه ضخامتي حدود 145 نانومتر را داشت. با افزايش در صدد ناخالصي، ضخامت و دماي پخت عبور در ناحيه مرئي كم شده و همچنين با افزايش دماي پخت و ضخامت جريان الكتريكي لايه ها نيز افزايش يافت. در نهايت بهترين نمونه با عبور ميانگين 90 درصد در ناحيه مرئي و مقاومت ويژه cnn. 0 / 67 مربوط به لايه نازك اكسيد روي آلاييده با آلومينيوم %at 2 با ضخامت 140nm بود. تابش نور ماوراء بنفش به لايه ها منجر به كاهش مقاومت لايه ها تا دو مرتبه شد. لايه هاي ساخته شده به اين روش داراي كاربرد در ادوات مختلف اپتوالكتريكي به ويژه سلول هاي خورشيدي را دارند.

The main purpose of this research is fabrication of transparent conductive oxide laye thorough chemical method. Zinc oxide was synthesized utilizing zinc acetate, zinc nitrate and zinc chloride salts at temperature of 60 ° C by sol-gel method. Then zinc oxide has been doped using Al and Sn as dopant with the percentage of 0,1,2,3 and 4 at%. Using spin coating method for deposition on glass slide and quartz as substrates for 2,4,6,10 and 20 times. Then the layers were annealed at 150 and 450 ° C for 2 hours. The absorption and transmission of thin films were investigated by UV-Vis spectroscopic technique in 0-800 nm, We studied voltage and current changes via Potentiostat . Then the layers were exposure under UV radiation. According to the results, UV radiation on the layers reduces electrical resistance. XRD and FESEM analysis were used to characterized morphology and thickness of the layers.For visible spectrum, the maximum transmission 90% and minimum resistivity 0.67 Ω.cm were achieved for 140 nm thickness of zinc oxide layer doped by aluminum 2 at