بررسي تاثير پيش ماده هاي SnCl2 و SnCl4 در خواص اپتيكي و الكتريكي لايه ي نازك اكسيد قلع براي استفاده در سلول هاي خورشيدي نانوساختار

Studying precursors SnCl2 and SnCl4 effects on its conductivity and transparency properties of Tin oxide semiconductor thin films for nanostructured solar cells

در این تحقیق، با استفاده از روش اسپری پایرولیز، لایه های نازك نیمه رسانای شفاف اكسید قلع بر روی زیرلایهی شیشه ای با دو پیش ماده مختلف SnCl2.2H2Oو SnCl4 تحت شرایط دستگاهی یكسان و در دمای زیرلایه 500° C لایه نشانی شدند. در سلول های خورشیدی، هرچه مقدار مقاومت سطحی(FTO) كاهش و جذب نور در ناحیه مرئی افزایش یابد، بازدهی سلول خورشیدی افزایش مییابد. خواص ساختاری، اپتیكی و الكتریكی نمونهها به ترتیب با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایكس(XRD) و طیف سنجUV-Visible و چهارپروب مشخصه یابی شدند. فیلم های نازك با ساختار پلی كریستالی اكسید قلع با جهت ترجیحی درامتداد (110) با میانگین اندازه ذرات كروی 21.78 و 23.87 نانومتر به ترتیب برای SnCl2 و SnCl4 تولید شد. ماكزیمم مقادیر طیف عبوری نمونه ی SnCl2 و SnCl4در طول موج 550 نانومتر، به ترتیب 67 % و 45 % بدست آمدند. حداقل مقدار مقاومت سطحی و مقاومت برای بهترین نمونه، به ترتیب 35 و 7 اهم بر مربع و7.8 و 2.9 اهم در سانتیمتر اندازه گیری شدند. در نهایت درصد میانگین طیف عبوری نور خورشید بوسیله ی دستگاه شبیه ساز خورشیدی و لوكس متر به ترتیب برای SnCl2 و SnCl4 %78 و 70 % اندازه گیری شدند.

In this paper, the transparent SnO2 semiconductor thin films on glass substrates were deposited with two different precursors of SnCl2 and SnCl2.2H2O, in the equal system and substrate temperature of 500°C by using spray pyrolysis technique. In solar cells, the lower sheet resistance of FTO leads to increas absorption of light and consequently increases the electric power conversion efficiency. The structural, optical and electrical properties of SnO2 thin films were investigated by x-ray diffraction (XRD), UV-Vis spectrophotometer and 4- Point Probe. Structure of as deposited films, were polycrystalline SnO2 with tetragonal crystal network having preferentially orientation along the (11 0) direction with average grain size of 21.78 nm and 23.87nm, for SnCl2 and SnCl4, respectively. The maximum value of transmission spectrum with 87% and 45%, were obtained for SnCl2 and SnCl4, respectively at 550 nm. The values of lowest sheet resistance (Rs) and resistivity (ρ) were measured 35 Ω/☐ and 7 Ω/☐, 7.8 .cm and 2.9.cm , respectively. Finally, the average percentage of transmission spectrum of sunlight measured by solar simulators and light meter were 78% and 70% for SnCl2 and SnCl4, respectively.