CuInGaSe2 (CIGS) materials have bee

CuInGaSe2 (CIGS) materials have been used as a light absorber in thin ﬁlm solar cells due to their suitable energy band-gap (∼1.4 eV) and a high absorption coefﬁcient (∼104 cm−1) [1–3]. However, the indium and selenium used in CIGS material are rare in the earth, and this means there are some restrictions in near future, when the energy production systems are built in large scale [1, 3]. Thus, it is necessary to develop alternative materials from earth-abundant resources, and this issue has stimulated researches to develop alternative absorption layers composed of earth-abundant elements. Currently, Cu2ZnSnS4 (CZTS) materials have become interested as promising light absorption materials for low-cost photovoltaic devices, because CZTS materials are made of earth-abundant elements, and contain environment-friendly, stable compounds. In addition, CZTS materials are suitable for photovoltaic devices due to its suitable optical band-gap(∼1.4eV)andlargeabsorption coefﬁcient (∼104 cm−1) [2–6]. Deposition methods of CZTSthin ﬁlms can be largely classiﬁed into a vacuum method and a non-vacuum method. The vacuum-based methods have many advantages such as high reproducibility with high quality and ease of control in composition [1–3]. However, vacuum-based methods have suffered from low deposition rate, high production cost, and limitation of precurso rmaterials.On the otherhand,non-vacuum methods have advantages in relatively easy processing sequence, high growth rate, and low production cost [1–6], although they suffer from relatively lower device performance. Especially, it is important to prepare suitable precursor ink in non-vacuum methods and the deposition process is determined by properties of precursor ink. In this study, the CZTS inks were prepared at room temperature using chlorine based precursors (CuCl2, ZnCl 2, and SnCl2) and sodium chloride (NaCl) as a crystallization catalyst was added to investigate the effect of NaCl during annealing process.Thechemical reaction for the synthesis of CZTS inks was activated by a sonochemical method and CZTS ﬁlm depositions were carried out by spray method. Furthermore, we proposed the mechanism for crystallization enhancement due to NaCl addition.
Experimental Details CuCl2 (97%, Aldrich), ZnCl2 (98%, Aldrich), SnCl2 (98%, Aldrich) and thiourea (99%, Aldrich) are used as precursor materials to prepare crystallized CZTS inks. 2methoxyethanol (99.3%, Aldrich) is used as solvent, monoethanolamine (99%, TCI) is used as stabilizer to prevent premature formation of precipitates, and NaCl is added as catalyst. The atomic ratio of Cu, Zn, Sn, and S precursor used in the synthesis is 2:1:1:4, and the concentration of NaCl (99.9%, Aldrich) is varied from 0 to 0.04 mmol to study the effect of NaCl addition. First, CuCl2, ZnCl 2, SnCl2 and NaCl are dissolved into the mixture of 2-methoxyethanol and monoethanolamine (MEA), and then thiourea is added into the prepared solution. As-prepared solutions are sonochemically treated for 30 min at room temperature, and the ultrasonic power of 30 W is continuously applied using an ultrasonic machine operated at 20 kHz (Sonics & Materials, VCX 750). After the sonochemical reaction, a dark grey colored solution is acquired, and this CZTS ink is sprayed onto Mo-coated glass substrates, keeping the substrate temperature at 150◦C to remove the solventandstabilizerduringthespray-coatingprocess.Thespray-coatingiscarriedoutfor 2 min at the spraying rate of 1 mL/min. As-deposited CZTS ﬁlms are ﬁnally sintered in vacuum for 1 h. ThestructuralpropertiesofCZTSﬁlmsareinvestigatedbyX-raydiffractometer(XRD, Philips X’Pert-APD), and the optical properties of the ﬁlms are studied by UV-Vis NIR spectrometer (Varian, Cary 5000). The morphologies of CZTS ﬁlms are characterized by scanning electron microscope (SEM, Hitachi S-4200) operated at 25 kV, and elemental analyses of the ﬁlms are carried out using an energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS and EMAX).
Results and Discussion Figure 1(a) and 1(b) show X-ray diffraction (XRD) patterns of CZTS ﬁlms formed using a normal and CZTS ink containing NaCl, respectively. All the CZTS ﬁlms show clear diffractionpeaksfromthe(112),(220),and(312)crystalplanesirrespectivelyofannealing
Downloaded by [Korea University] at 14:13 04 January 2015
146/[398] H. T. Kim et al.
Figure 1. X-ray diffraction (XRD) patterns of as-deposited and annealed CZTS ﬁlms: (a) CZTS ﬁlms deposited using normal ink and (b) CZTS ﬁlms formed using CZTS ink containing NaCl.
processandNaCl,inwhichthepeakscorrespondtokesteritephase(JCPDScard26-0575). The kesterite phase has a tetragonal unit cell including sulfur atoms positioned in a face centered cubic (fcc) sublattice and other atoms (Cu, Zn, and Sn) occupying half of the tetrahedral interstitial sites within the S sublattice [5, 7, 8]. The XRD patterns of CZTS ﬁlmsformedfromthenormalCZTSinksandinkscontainingNaClexhibitslightdifference in full-width at half maximum (FWHM) value, but the presence of NaCl does not change thecrystallinephasesofCZTSﬁlms,whethertheﬁlmsareannealedornot.Inaddition,the NaCl diffraction peak is observed independently in XRD spectra, as shown in Fig. 1. This impliesthat the NaCl is not in corporated into the CZTS materials and just acts asacatalyst material top lay important rolesinenhancing thecrystallinityofCZTSﬁlms.Thevariation of FWHM value and the grain size of CZTS ﬁlms as a function of NaCl concentration are shown in Fig. 2. The grain size of CZTS is calculated using the Scherrer’s equation, and the equation is given by [9]:
D =
0.9λ (B −b)cosθ
(1)
where, D is the grain size, λ is the wavelength of CuKα X-ray source, B is the FWHM value of a diffraction peak, b is the instrumental line broadening, and θ is the diffraction angle. The grain size of CZTS ﬁlms increases with the rise of NaCl concentration and the existence of NaCl as a catalyst playsan interesting roletod eterminethe crystallinity.Thus, the increase of grain size is closely related to the electron transfer during the crystallization
In this study, the CZTS-containing inks were prepared by a sonochemical method, and the effects of NaCl addition were studied indepth.As-synthesized inks were deposited on Mocoated glasses by a spray-coating method. The CZTS ﬁlms exhibited a single phase CZTS without annealing process, and phase transitions did not occur even after the annealing process, which implied that the CZTS-containing inks already contained CZTS crystallites which were formed during the sonochemical synthesis. The crystallinity of CZTS was improved by adding NaCl materials,and XRD peaks from the CZTSﬁlms correspondedt o the (112), (200), (220), and (312) planes, indicating that the kesterite structure is formed. The optical properties of CZTS ﬁlms also changed at different NaCl concentrations. The optical band-gap was varied from 1.27 to 1.08 with the increase of NaCl concentration, and the absorption coefﬁcient of the ﬁlms also increased. The reason is thought to be the increase of the grain size and the quantum conﬁnement effects due to the change of grain size. From all these results, we conﬁrmed that the role of NaCl as a catalyst material to cause the enhancement of crystallinityin CZTS ﬁlms, and also the sonochemically derived CZTS ink is very suitable for depositing the CZTS thin ﬁlms for photovoltaic devices, because the ink can be easily spray-coated on substrates and reproduced as thin ﬁlms of well-controlled elemental composition, with good crystallinity and optical properties, in a fairly controllable way

CuInGaSe2 (CIGS) materials have been used as a light absorber in thin ﬁlm solar cells due to their suitable energy band-gap (∼1.4 eV) and a high absorption coefﬁcient (∼104 cm−1) [1–3]. However, the indium and selenium used in CIGS material are rare in the earth, and this means there are some restrictions in near future, when the energy production systems are built in large scale [1, 3]. Thus, it is necessary to develop alternative materials from earth-abundant resources, and this issue has stimulated researches to develop alternative absorption layers composed of earth-abundant elements. Currently, Cu2ZnSnS4 (CZTS) materials have become interested as promising light absorption materials for low-cost photovoltaic devices, because CZTS materials are made of earth-abundant elements, and contain environment-friendly, stable compounds. In addition, CZTS materials are suitable for photovoltaic devices due to its suitable optical band-gap(∼1.4eV)andlargeabsorption coefﬁcient (∼104 cm−1) [2–6]. Deposition methods of CZTSthin ﬁlms can be largely classiﬁed into a vacuum method and a non-vacuum method. The vacuum-based methods have many advantages such as high reproducibility with high quality and ease of control in composition [1–3]. However, vacuum-based methods have suffered from low deposition rate, high production cost, and limitation of precurso rmaterials.On the otherhand,non-vacuum methods have advantages in relatively easy processing sequence, high growth rate, and low production cost [1–6], although they suffer from relatively lower device performance. Especially, it is important to prepare suitable precursor ink in non-vacuum methods and the deposition process is determined by properties of precursor ink. In this study, the CZTS inks were prepared at room temperature using chlorine based precursors (CuCl2, ZnCl 2, and SnCl2) and sodium chloride (NaCl) as a crystallization catalyst was added to investigate the effect of NaCl during annealing process.Thechemical reaction for the synthesis of CZTS inks was activated by a sonochemical method and CZTS ﬁlm depositions were carried out by spray method. Furthermore, we proposed the mechanism for crystallization enhancement due to NaCl addition.
Experimental Details CuCl2 (97%, Aldrich), ZnCl2 (98%, Aldrich), SnCl2 (98%, Aldrich) and thiourea (99%, Aldrich) are used as precursor materials to prepare crystallized CZTS inks. 2methoxyethanol (99.3%, Aldrich) is used as solvent, monoethanolamine (99%, TCI) is used as stabilizer to prevent premature formation of precipitates, and NaCl is added as catalyst. The atomic ratio of Cu, Zn, Sn, and S precursor used in the synthesis is 2:1:1:4, and the concentration of NaCl (99.9%, Aldrich) is varied from 0 to 0.04 mmol to study the effect of NaCl addition. First, CuCl2, ZnCl 2, SnCl2 and NaCl are dissolved into the mixture of 2-methoxyethanol and monoethanolamine (MEA), and then thiourea is added into the prepared solution. As-prepared solutions are sonochemically treated for 30 min at room temperature, and the ultrasonic power of 30 W is continuously applied using an ultrasonic machine operated at 20 kHz (Sonics & Materials, VCX 750). After the sonochemical reaction, a dark grey colored solution is acquired, and this CZTS ink is sprayed onto Mo-coated glass substrates, keeping the substrate temperature at 150◦C to remove the solventandstabilizerduringthespray-coatingprocess.Thespray-coatingiscarriedoutfor 2 min at the spraying rate of 1 mL/min. As-deposited CZTS ﬁlms are ﬁnally sintered in vacuum for 1 h. ThestructuralpropertiesofCZTSﬁlmsareinvestigatedbyX-raydiffractometer(XRD, Philips X’Pert-APD), and the optical properties of the ﬁlms are studied by UV-Vis NIR spectrometer (Varian, Cary 5000). The morphologies of CZTS ﬁlms are characterized by scanning electron microscope (SEM, Hitachi S-4200) operated at 25 kV, and elemental analyses of the ﬁlms are carried out using an energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS and EMAX).
Results and Discussion Figure 1(a) and 1(b) show X-ray diffraction (XRD) patterns of CZTS ﬁlms formed using a normal and CZTS ink containing NaCl, respectively. All the CZTS ﬁlms show clear diffractionpeaksfromthe(112),(220),and(312)crystalplanesirrespectivelyofannealing
Downloaded by [Korea University] at 14:13 04 January 2015 
146/[398] H. T. Kim et al.
Figure 1. X-ray diffraction (XRD) patterns of as-deposited and annealed CZTS ﬁlms: (a) CZTS ﬁlms deposited using normal ink and (b) CZTS ﬁlms formed using CZTS ink containing NaCl.
processandNaCl,inwhichthepeakscorrespondtokesteritephase(JCPDScard26-0575). The kesterite phase has a tetragonal unit cell including sulfur atoms positioned in a face centered cubic (fcc) sublattice and other atoms (Cu, Zn, and Sn) occupying half of the tetrahedral interstitial sites within the S sublattice [5, 7, 8]. The XRD patterns of CZTS ﬁlmsformedfromthenormalCZTSinksandinkscontainingNaClexhibitslightdifference in full-width at half maximum (FWHM) value, but the presence of NaCl does not change thecrystallinephasesofCZTSﬁlms,whethertheﬁlmsareannealedornot.Inaddition,the NaCl diffraction peak is observed independently in XRD spectra, as shown in Fig. 1. This impliesthat the NaCl is not in corporated into the CZTS materials and just acts asacatalyst material top lay important rolesinenhancing thecrystallinityofCZTSﬁlms.Thevariation of FWHM value and the grain size of CZTS ﬁlms as a function of NaCl concentration are shown in Fig. 2. The grain size of CZTS is calculated using the Scherrer’s equation, and the equation is given by [9]:
D =
0.9λ (B −b)cosθ
(1)
where, D is the grain size, λ is the wavelength of CuKα X-ray source, B is the FWHM value of a diffraction peak, b is the instrumental line broadening, and θ is the diffraction angle. The grain size of CZTS ﬁlms increases with the rise of NaCl concentration and the existence of NaCl as a catalyst playsan interesting roletod eterminethe crystallinity.Thus, the increase of grain size is closely related to the electron transfer during the crystallization
In this study, the CZTS-containing inks were prepared by a sonochemical method, and the effects of NaCl addition were studied indepth.As-synthesized inks were deposited on Mocoated glasses by a spray-coating method. The CZTS ﬁlms exhibited a single phase CZTS without annealing process, and phase transitions did not occur even after the annealing process, which implied that the CZTS-containing inks already contained CZTS crystallites which were formed during the sonochemical synthesis. The crystallinity of CZTS was improved by adding NaCl materials,and XRD peaks from the CZTSﬁlms correspondedt o the (112), (200), (220), and (312) planes, indicating that the kesterite structure is formed. The optical properties of CZTS ﬁlms also changed at different NaCl concentrations. The optical band-gap was varied from 1.27 to 1.08 with the increase of NaCl concentration, and the absorption coefﬁcient of the ﬁlms also increased. The reason is thought to be the increase of the grain size and the quantum conﬁnement effects due to the change of grain size. From all these results, we conﬁrmed that the role of NaCl as a catalyst material to cause the enhancement of crystallinityin CZTS ﬁlms, and also the sonochemically derived CZTS ink is very suitable for depositing the CZTS thin ﬁlms for photovoltaic devices, because the ink can be easily spray-coated on substrates and reproduced as thin ﬁlms of well-controlled elemental composition, with good crystallinity and optical properties, in a fairly controllable way

0/5000

Từ: -

Sang: -

Kết quả (Việt) 1: [Sao chép]

Sao chép!

CuInGaSe2 (CIGS) vật liệu đã được sử dụng như một hấp thụ ánh sáng trong ﬁlm mỏng tế bào năng lượng mặt trời do của năng lượng phù hợp ban nhạc khoảng cách (∼1.4 eV) và một sự hấp thụ cao coefﬁcient (∼104 cm−1) [1-3]. Tuy nhiên, indi và selen được sử dụng trong vật liệu CIGS là hiếm ở trái đất, và điều này có nghĩa là không có một số hạn chế trong tương lai gần, khi hệ thống sản xuất năng lượng được xây dựng ở quy mô lớn [1, 3]. Vì vậy, nó là cần thiết để phát triển các vật liệu thay thế từ nguồn tài nguyên trái đất phong phú, và vấn đề này đã kích thích các nghiên cứu để phát triển thay thế hấp thụ lớp bao gồm yếu tố trái đất phong phú. Hiện nay, vật liệu Cu2ZnSnS4 (CZTS) đã trở thành quan tâm là hứa hẹn vật liệu hấp thụ ánh sáng cho các thiết bị quang điện rẻ, bởi vì CZTS vật liệu được làm bằng các yếu tố trái đất phong phú, và chứa hợp chất thân thiện với môi trường, ổn định. Ngoài ra, CZTS tài liệu là thích hợp cho các thiết bị quang điện do của nó phù hợp ban nhạc quang-gap(∼1.4eV) andlargeabsorption coefﬁcient (∼104 cm−1) [2-6]. Phương pháp này lắng đọng của CZTSthin ﬁlms có thể là phần lớn classiﬁed vào một phương pháp chân không và một phương pháp phòng không chân không. Phương pháp dựa trên chân không có nhiều lợi thế như cao reproducibility với chất lượng cao và dễ dàng kiểm soát trong thành phần [1-3]. Tuy nhiên, phương pháp dựa trên chân không đã bị từ tỷ lệ thấp lắng đọng, chi phí sản xuất cao và hạn chế của precurso rmaterials. Ngày otherhand, phương pháp phòng không chân không có lợi thế trong tương đối dễ dàng xử lý tự, tốc độ tăng trưởng cao và chi phí sản xuất thấp [1-6], mặc dù họ bị hiệu suất thiết bị tương đối thấp. Đặc biệt là, nó là quan trọng để chuẩn bị thích hợp tiền thân của mực trong phương pháp phòng không chân không và quá trình lắng đọng được xác định bởi tính chất của tiền thân của mực. Trong nghiên cứu này, CZTS mực đã được chuẩn bị ở nhiệt độ phòng bằng cách sử dụng tiền chất clo dựa (CuCl2, ZnCl 2, và SnCl2) và clorua natri (NaCl) như một chất xúc tác kết tinh đã được bổ sung để điều tra ảnh hưởng của NaCl trong tôi quá trình. Phản ứng Thechemical cho việc tổng hợp của CZTS mực đã được kích hoạt bởi một phương pháp sonochemical và CZTS ﬁlm depositions được thực hiện bằng phương pháp phun. Hơn nữa, chúng tôi đề xuất cơ chế cho việc tăng cường sự kết tinh do NaCl bổ sung.Experimental Details CuCl2 (97%, Aldrich), ZnCl2 (98%, Aldrich), SnCl2 (98%, Aldrich) and thiourea (99%, Aldrich) are used as precursor materials to prepare crystallized CZTS inks. 2methoxyethanol (99.3%, Aldrich) is used as solvent, monoethanolamine (99%, TCI) is used as stabilizer to prevent premature formation of precipitates, and NaCl is added as catalyst. The atomic ratio of Cu, Zn, Sn, and S precursor used in the synthesis is 2:1:1:4, and the concentration of NaCl (99.9%, Aldrich) is varied from 0 to 0.04 mmol to study the effect of NaCl addition. First, CuCl2, ZnCl 2, SnCl2 and NaCl are dissolved into the mixture of 2-methoxyethanol and monoethanolamine (MEA), and then thiourea is added into the prepared solution. As-prepared solutions are sonochemically treated for 30 min at room temperature, and the ultrasonic power of 30 W is continuously applied using an ultrasonic machine operated at 20 kHz (Sonics & Materials, VCX 750). After the sonochemical reaction, a dark grey colored solution is acquired, and this CZTS ink is sprayed onto Mo-coated glass substrates, keeping the substrate temperature at 150◦C to remove the solventandstabilizerduringthespray-coatingprocess.Thespray-coatingiscarriedoutfor 2 min at the spraying rate of 1 mL/min. As-deposited CZTS ﬁlms are ﬁnally sintered in vacuum for 1 h. ThestructuralpropertiesofCZTSﬁlmsareinvestigatedbyX-raydiffractometer(XRD, Philips X’Pert-APD), and the optical properties of the ﬁlms are studied by UV-Vis NIR spectrometer (Varian, Cary 5000). The morphologies of CZTS ﬁlms are characterized by scanning electron microscope (SEM, Hitachi S-4200) operated at 25 kV, and elemental analyses of the ﬁlms are carried out using an energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS and EMAX).Results and Discussion Figure 1(a) and 1(b) show X-ray diffraction (XRD) patterns of CZTS ﬁlms formed using a normal and CZTS ink containing NaCl, respectively. All the CZTS ﬁlms show clear diffractionpeaksfromthe(112),(220),and(312)crystalplanesirrespectivelyofannealingDownloaded by [Korea University] at 14:13 04 January 2015 146/[398] H. T. Kim et al.Figure 1. X-ray diffraction (XRD) patterns of as-deposited and annealed CZTS ﬁlms: (a) CZTS ﬁlms deposited using normal ink and (b) CZTS ﬁlms formed using CZTS ink containing NaCl.processandNaCl,inwhichthepeakscorrespondtokesteritephase(JCPDScard26-0575). The kesterite phase has a tetragonal unit cell including sulfur atoms positioned in a face centered cubic (fcc) sublattice and other atoms (Cu, Zn, and Sn) occupying half of the tetrahedral interstitial sites within the S sublattice [5, 7, 8]. The XRD patterns of CZTS ﬁlmsformedfromthenormalCZTSinksandinkscontainingNaClexhibitslightdifference in full-width at half maximum (FWHM) value, but the presence of NaCl does not change thecrystallinephasesofCZTSﬁlms,whethertheﬁlmsareannealedornot.Inaddition,the NaCl diffraction peak is observed independently in XRD spectra, as shown in Fig. 1. This impliesthat the NaCl is not in corporated into the CZTS materials and just acts asacatalyst material top lay important rolesinenhancing thecrystallinityofCZTSﬁlms.Thevariation of FWHM value and the grain size of CZTS ﬁlms as a function of NaCl concentration are shown in Fig. 2. The grain size of CZTS is calculated using the Scherrer’s equation, and the equation is given by [9]:D =
0.9λ (B −b)cosθ
(1)
where, D is the grain size, λ is the wavelength of CuKα X-ray source, B is the FWHM value of a diffraction peak, b is the instrumental line broadening, and θ is the diffraction angle. The grain size of CZTS ﬁlms increases with the rise of NaCl concentration and the existence of NaCl as a catalyst playsan interesting roletod eterminethe crystallinity.Thus, the increase of grain size is closely related to the electron transfer during the crystallization
In this study, the CZTS-containing inks were prepared by a sonochemical method, and the effects of NaCl addition were studied indepth.As-synthesized inks were deposited on Mocoated glasses by a spray-coating method. The CZTS ﬁlms exhibited a single phase CZTS without annealing process, and phase transitions did not occur even after the annealing process, which implied that the CZTS-containing inks already contained CZTS crystallites which were formed during the sonochemical synthesis. The crystallinity of CZTS was improved by adding NaCl materials,and XRD peaks from the CZTSﬁlms correspondedt o the (112), (200), (220), and (312) planes, indicating that the kesterite structure is formed. The optical properties of CZTS ﬁlms also changed at different NaCl concentrations. The optical band-gap was varied from 1.27 to 1.08 with the increase of NaCl concentration, and the absorption coefﬁcient of the ﬁlms also increased. The reason is thought to be the increase of the grain size and the quantum conﬁnement effects due to the change of grain size. From all these results, we conﬁrmed that the role of NaCl as a catalyst material to cause the enhancement of crystallinityin CZTS ﬁlms, and also the sonochemically derived CZTS ink is very suitable for depositing the CZTS thin ﬁlms for photovoltaic devices, because the ink can be easily spray-coated on substrates and reproduced as thin ﬁlms of well-controlled elemental composition, with good crystallinity and optical properties, in a fairly controllable way

đang được dịch, vui lòng đợi..

Kết quả (Việt) 2:[Sao chép]

Sao chép!

CuInGaSe2 (CIGS) vật liệu đã được sử dụng như một chất hấp thụ ánh sáng trong fi lm tế bào năng lượng mặt trời mỏng do phù hợp năng lượng band-gap họ (~1.4 eV) và một sự hấp thụ cao coef fi cient (~104 cm-1) [1-3]. Tuy nhiên, indium và selen được sử dụng trong các tài liệu CIGS là rất hiếm trên trái đất, và điều này có nghĩa là có một số hạn chế trong tương lai gần, khi các hệ thống sản xuất năng lượng được xây dựng với quy mô lớn [1, 3]. Vì vậy, nó là cần thiết để phát triển vật liệu thay thế từ tài nguyên đất dồi dào, và vấn đề này đã kích thích nghiên cứu để phát triển các lớp hấp thụ thay thế bao gồm các nguyên tố đất dồi dào. Hiện nay, Cu2ZnSnS4 (CZTS) vật liệu đã trở nên quan tâm là có triển vọng vật liệu hấp thụ ánh sáng cho các thiết bị quang điện chi phí thấp, vì những vật liệu CZTS được làm bằng các nguyên tố đất dồi dào, và có môi trường thân thiện, hợp chất ổn định. Ngoài ra, CZTS vật liệu phù hợp cho các thiết bị quang điện do quang học thích hợp của nó band-gap (~1.4eV) andlargeabsorption coef fi cient (~104 cm-1) [2-6]. Phương pháp lắng đọng của CZTSthin LMS fi có thể là phần lớn phân loại fi ed thành một phương pháp hút chân không và một phương pháp không chân không. Các phương pháp hút chân không tự động có nhiều ưu điểm như khả năng tái cao với chất lượng cao và dễ điều khiển trong phần [1-3]. Tuy nhiên, phương pháp hút chân không dựa trên đã bị từ thấp tỷ lệ lắng đọng, chi phí sản xuất cao, và hạn chế precurso rmaterials.On otherhand, phương pháp không chân không có lợi thế về trình tự tương đối dễ dàng xử lý, tốc độ tăng trưởng cao, và chi phí sản xuất thấp [1- 6], mặc dù họ bị từ thiết bị hiệu suất tương đối thấp. Đặc biệt, điều quan trọng để chuẩn bị tiền thân mực phù hợp trong phương pháp không chân không là quá trình lắng đọng và được xác định bởi tính chất của mực in tiền. Trong nghiên cứu này, các loại mực CZTS đã được chuẩn bị ở nhiệt độ phòng bằng cách sử dụng tiền chất clo dựa (CuCl2, ZnCl 2, và SnCl2) và natri clorua (NaCl) như là một chất xúc tác kết tinh đã được bổ sung để điều tra tác dụng của NaCl trong ủ phản ứng process.Thechemical cho việc tổng hợp các loại mực CZTS đã được kích hoạt bằng một phương pháp sonochemical và CZTS fi depositions lm được thực hiện bằng phương pháp phun. Hơn nữa, chúng tôi đề xuất các cơ chế để nâng cao tinh do NaCl ngoài.
Thông tin chi tiết thí nghiệm CuCl2 (97%, Aldrich), ZnCl2 (98%, Aldrich), SnCl2 (98%, Aldrich) và thiourea (99%, Aldrich) được sử dụng như vật liệu tiền thân để chuẩn bị CZTS mực tinh. 2methoxyethanol (99,3%, Aldrich) được sử dụng làm dung môi, Monoethanolamine (99%, TCI) được sử dụng làm chất ổn định để ngăn chặn sự hình thành sớm của kết tủa, và NaCl được thêm vào như là chất xúc tác. Tỷ lệ nguyên tử của Cu, Zn, Sn, và S tiền thân được sử dụng trong quá trình tổng hợp là 2: 1: 1: 4, và nồng độ NaCl (99,9%, Aldrich) là đa dạng 0-0,04 mmol để nghiên cứu tác động của NaCl thêm vào. Đầu tiên, CuCl2, ZnCl 2, SnCl2 và NaCl hòa tan vào hỗn hợp của 2-methoxyethanol và Monoethanolamine (MEA), và sau đó thiourea được thêm vào dung dịch được chuẩn bị. Khi chuẩn bị các giải pháp được sonochemically điều trị trong 30 phút ở nhiệt độ phòng, và sức mạnh siêu âm là 30 W liên tục đã áp dụng bằng cách sử dụng một máy siêu âm hoạt động ở 20 kHz (Sonics & Vật liệu, VCX 750). Sau khi phản ứng sonochemical, một giải pháp màu xám đen tối được mua lại, và điều này CZTS mực được phun lên chất nền thủy tinh Mo-tráng, giữ cho nhiệt độ bề mặt ở 150◦C để loại bỏ các solventandstabilizerduringthespray-coatingprocess.Thespray-coatingiscarriedoutfor 2 phút ở tốc độ phun 1 ml / phút. Như chưa lưu ký CZTS LMS fi fi nally kết dính trong chân không cho 1 h. ThestructuralpropertiesofCZTS fi lmsareinvestigatedbyX-raydiffractometer (XRD, Philips X'Pert-APD), và các tính chất quang học của các LMS fi được nghiên cứu bởi UV-Vis NIR phổ kế (Varian, Cary 5000). Các hình thái của CZTS LMS fi được đặc trưng bằng cách quét kính hiển vi điện tử (SEM, Hitachi S-4200) hoạt động ở 25 kV, và phân tích nguyên tố của các LMS fi được thực hiện bằng cách sử dụng một máy quang phổ tán sắc năng lượng X-ray (EDS và EMAX).
Kết quả và thảo luận Hình 1 (a) và 1 (b) nhiễu xạ chương trình X-ray (XRD) mô hình của CZTS LMS fi được hình thành bằng cách sử dụng một mực bình thường và CZTS chứa NaCl, tương ứng. Tất cả các LMS fi CZTS thấy diffractionpeaksfromthe rõ ràng (112), (220), và (312) crystalplanesirrespectivelyofannealing
tải bởi [Hàn Quốc Đại học] tại 14:13 ngày 04 Tháng 1 năm 2015
146 / [398] HT Kim et al.
Hình 1. Nhiễu xạ tia X (XRD) mô hình như chưa lưu ký và ủ CZTS LMS fi: (a) CZTS LMS fi lưu ký sử dụng mực bình thường và (b) CZTS LMS fi được hình thành bằng cách sử dụng mực CZTS chứa NaCl.
processandNaCl, inwhichthepeakscorrespondtokesteritephase (JCPDScard26-0575). Giai đoạn kesterite có một tế bào có bốn gốc đơn vị bao gồm các nguyên tử lưu huỳnh vị trí trong một khuôn mặt trung tâm khối (fcc) sublattice và các nguyên tử khác (Cu, Zn, và Sn) chiếm một nửa trong số các trang web kẽ tứ diện trong S sublattice [5, 7, 8] . Các mẫu XRD của CZTS fi lmsformedfromthenormalCZTSinksandinkscontainingNaClexhibitslightdifference trong chiều rộng toàn ở nửa tối đa (FWHM) giá trị, nhưng sự hiện diện của NaCl không thay đổi LMS fi thecrystallinephasesofCZTS, whetherthe fi lmsareannealedornot.Inaddition, nhiễu xạ cao điểm NaCl được quan sát một cách độc lập trong phổ XRD, như thể hiện trong hình. 1. Đây impliesthat NaCl không trong corporated vào vật liệu CZTS và chỉ hoạt động vật liệu asacatalyst đầu lay thecrystallinityofCZTS rolesinenhancing quan trọng fi lms.Thevariation của FWHM giá trị và kích thước hạt của CZTS LMS fi là hàm của nồng độ NaCl được hiển thị trong hình. 2. Kích thước hạt của CZTS được tính toán bằng cách sử dụng phương trình của Scherrer, và các phương trình được cho bởi [9]:
D =
0.9λ (B -b) cosθ
(1)
nơi, D là kích thước hạt, λ là bước sóng của CuKα nguồn X-ray, B là giá trị FWHM của đỉnh nhiễu xạ, b là đường mở rộng cụ, và θ là góc nhiễu xạ. Kích thước hạt của CZTS LMS fi tăng lên cùng với sự gia tăng của nồng độ NaCl và sự tồn tại của NaCl như một chất xúc tác playsan roletod thú eterminethe crystallinity.Thus, sự gia tăng của kích thước hạt có liên quan chặt chẽ đến việc chuyển electron trong tinh
Trong nghiên cứu này, các CZTS mực -containing đã được chuẩn bị bởi một phương pháp sonochemical, và những ảnh hưởng của NaCl ngoài đã được nghiên cứu mực indepth.As-tổng hợp được lắng tụ trên Mocoated kính bằng phương pháp phun phủ. Các LMS fi CZTS trưng bày một CZTS giai đoạn duy nhất mà không cần quá trình ủ, và chuyển pha đã không xảy ra ngay cả sau khi quá trình ủ, mà ngụ ý rằng CZTS chứa mực đã chứa CZTS tinh thể được hình thành trong quá trình tổng hợp sonochemical. Các kết tinh của CZTS đã được cải thiện bằng cách thêm các vật liệu NaCl, và đỉnh XRD từ CZTS fi LMS correspondedt o (112), (200), (220), và (312) máy bay, chỉ ra rằng cấu trúc kesterite được hình thành. Các tính chất quang học của CZTS LMS fi cũng thay đổi ở nồng độ NaCl khác nhau. Các band-gap quang được thay đổi 1,27-1,08 với sự gia tăng của nồng độ NaCl, và sự hấp thu coef fi cient của LMS fi cũng tăng lên. Lý do được cho là sự gia tăng của kích thước hạt và các hiệu ứng con fi nement lượng tử do sự thay đổi của kích thước hạt. Từ tất cả những kết quả này, chúng con fi rmed rằng vai trò của NaCl là một loại vật liệu chất xúc tác để gây ra việc tăng cường crystallinityin CZTS LMS fi, và cũng là CZTS mực sonochemically xuất phát là rất thích hợp cho việc gửi các CZTS LMS fi mỏng cho các thiết bị quang điện, vì mực in có thể được dễ dàng phun phủ trên bề mặt nền và sao chép như LMS fi mỏng được kiểm soát tốt thành phần nguyên tố, với tinh tốt và tính chất quang học, một cách khá kiểm soát

đang được dịch, vui lòng đợi..

Kết quả (Việt) 3:[Sao chép]

Sao chép!

đang được dịch, vui lòng đợi..

Các ngôn ngữ khác

Hỗ trợ công cụ dịch thuật: Albania, Amharic, Anh, Armenia, Azerbaijan, Ba Lan, Ba Tư, Bantu, Basque, Belarus, Bengal, Bosnia, Bulgaria, Bồ Đào Nha, Catalan, Cebuano, Chichewa, Corsi, Creole (Haiti), Croatia, Do Thái, Estonia, Filipino, Frisia, Gael Scotland, Galicia, George, Gujarat, Hausa, Hawaii, Hindi, Hmong, Hungary, Hy Lạp, Hà Lan, Hà Lan (Nam Phi), Hàn, Iceland, Igbo, Ireland, Java, Kannada, Kazakh, Khmer, Kinyarwanda, Klingon, Kurd, Kyrgyz, Latinh, Latvia, Litva, Luxembourg, Lào, Macedonia, Malagasy, Malayalam, Malta, Maori, Marathi, Myanmar, Mã Lai, Mông Cổ, Na Uy, Nepal, Nga, Nhật, Odia (Oriya), Pashto, Pháp, Phát hiện ngôn ngữ, Phần Lan, Punjab, Quốc tế ngữ, Rumani, Samoa, Serbia, Sesotho, Shona, Sindhi, Sinhala, Slovak, Slovenia, Somali, Sunda, Swahili, Séc, Tajik, Tamil, Tatar, Telugu, Thái, Thổ Nhĩ Kỳ, Thụy Điển, Tiếng Indonesia, Tiếng Ý, Trung, Trung (Phồn thể), Turkmen, Tây Ban Nha, Ukraina, Urdu, Uyghur, Uzbek, Việt, Xứ Wales, Yiddish, Yoruba, Zulu, Đan Mạch, Đức, Ả Rập, dịch ngôn ngữ.