طراحي و ساخت الكترود نانوساختار SnO2/Ag/MoO3 به منظور استفاده در وسايل اپتوالكترونيك

در اين مقاله، سيستم چند لايه ‌اي نانوساختار رساناي شفاف (SAM)SnO2/Ag/MoO3 طراحي و شبيه‌ سازي شده و ضخامت بهينه هر يك از لايه ‌ها به گونه‌ اي محاسبه شد كه بطور همزمان تراگسيل اپتيكي بالا و مقاومت الكتريكي پايين داشته باشيم. پوشش ‌هاي نانوساختار SAM با استفاده از روش لايه‌ نشاني تبخير حرارتي بر روي بستره‌ هاي شيشه‌ اي انباشت شدند و سپس در هوا در دماي 150 درجه سلسيوس به مدت 1 ساعت بازپخت شدند. برخي خواص الكتريكي، اپتيكي و ساختاري اين سيستم چند لايه ‌اي از قبيل مقاومت الكتريكي سطحي، تراگسيل اپتيكي، بازتاب و ناهمواري‌ هاي سطحي اندازه‌ گيري شدند. سيستم چندلايه‌ اي SAM داراي مقاومت الكتريكي سطحي پايين (□/Ω) 5/12 و تراگسيل در ناحيه مرئي %90 هستند. با استفاده از تحليل خطوط پراش پرتوهاي X، اندازه نانوبلورك‌ هاي SnO2 و Ag به ترتيب (1) 27 و (5) 19 نانومتر تخمين زده شد. مقاومت الكتريكي پايين و تراگسيل بالا استفاده از اين لايه‌ ها را به عنوان الكترود رساناي شفاف در كاربردهاي اپتوالكترونيك مقدور مي ‌سازد. نتايج نشان مي‌ دهد كه سلول‌ هاي فتوولتاييك ساخته شده بر روي سيستم چند لايه ‌اي SAM بازده تبديل توان بالاتري نسبت به سلول‌ هاي ساخته شده بر روي لايه‌ هاي تجاري مرسوم ITO از خود نشان مي ‌دهند.

In this paper, transparent conductive SnO2/Ag/MoO3 (SAM) multilayer system is designed and optimum thicknesses of each layer are calculated to achieve high optical transmittance and low sheet resistance simultaneously. SAM nanostructured films were deposited on glass substrate by thermal evaporation technique and then were annealed in air atmosphere at 150 °C for 1 hour. We investigated some electrical, optical and structural properties of this multilayer system such as sheet resistance, optical transmittance, reflectance, figure of merit and surface roughness. High quality SAM layers with a low sheet resistance of 12.5 (Ω/□) and the maximum optical transmittance of 90% in visible wavelength region were obtained for the optimized SAM system. The crystallite size of SnO2 and Ag were estimated about 27 (1) and 19 (5) nm, respectively, using diffraction analysis. Low electrical resistivity and high optical transmittance make it possible to use these layers as transparent electrode in optoelectronics applications. The results show that the fabricated photovoltaic cells on SAM multilayer system have higher power conversion efficiency compared to that fabricated on the conventional ITO films.