Influência da sulfurização nas propriedades físicas de filmes de CZTS

• Autor(a) principal: Sousa, Rafael de Andrade
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/12192
• topic: Engenharia física; Células solares; Fotoluminescência; Filmes finos de multicamadas

Neste trabalho estudam-se filmes finos de Cu2ZnSnS4 (CZTS) no sentido de avaliar a influência das condições de sulfurização (temperatura, tempo e massa de enxofre) nas propriedades físicas destes filmes, de forma a otimizar a sua utilização como camada absorvente em células solares. As estruturas precursoras foram crescidas através da deposição de oito períodos constituídos por camadas de precursores binários (CuS e SnS2) e de Zn. A análise morfológica, estrutural e ótica foi realizada com base nas técnicas de SEM, EDS, DRX, espetroscopia Raman, eletroluminescência e fotoluminescência. Observou-se que as amostras sulfurizadas a temperaturas mais elevadas e maiores massas de enxofre apresentam um maior tamanho de grão dos cristais de CZTS. A análise estrutural permitiu verificar que a fase dominante em todas as amostras estudadas é o CZTS. O estudo de fotoluminescência da amostra com maior tamanho de grão e eficiência mais elevada mostrou que a banda dominante corresponde à recombinação radiativa de eletrões localizados nas caudas da banda de condução e buracos localizados em defeitos aceitadores. Foi estimada uma energia de ionização do nível aceitador de 284±8 meV e uma profundidade de 22±1 meV para o nível de energia dos eletrões nas caudas da banda de condução. Os mecanismos de desexcitação não radiativa foram atribuídos a dois canais, um envolvendo um nível discreto e outro uma banda.