Optical and Structural Properties of CdTe Thin Films for Photovoltaic Applications

Editorial Board PCSS Journal; Б.С. Дзундза; В.Я. Феденько; Р.С. Яворський; Р.В. Ільницький

doi:10.15330/pcss.27.1.165-171

Автор(и)

Б.С. Дзундза Карпатський національний університет імені Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ, Україна
В.Я. Феденько Карпатський національний університет імені Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ, Україна
Р.С. Яворський Карпатський національний університет імені Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ, Україна
Р.В. Ільницький Карпатський національний університет імені Василя Стефаника, м. Івано-Франківськ, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.27.1.165-171

Ключові слова:

відновлювана енергія, тонкі плівки, CdTe, сонячні елементи, оптичні властивості, програмне забезпечення, OPTIFIT, комп'ютерне моделювання, напівпровідники

Анотація

У роботі представлено результати дослідження тонких плівок телуриду кадмію вирощених на скляних підкладках методом відкритого випаровування у вакуумі. На основі експериментально виміряних спектрів оптичного пропускання плівок розраховано їх оптичні параметри в програмному середовищі OPTIFIT. Порівняльний аналіз товщин виміряний за допомогою профілометра та модель OPTIFIT показали незначні відхилення товщини для тонких плівок з товщиною до 3-4 мкм. Аналіз АСМ зображень показав значне покращення структурних характеристик плівок CdTe, зокрема, зменшення кількості дефектів і шорсткості поверхні для товщин 500-2500 нм, що сприяє підвищенню коефіцієнта корисної дії фотоелектричних перетворювачів енергії.

Посилання

A. Romeo, E. Artegiani, CdTe-Based Thin Film Solar Cells: Past, Present and Future, Energies, 14(6), 1684 (2021); https://doi.org/10.3390/en14061684.

R. Yavorskyi, Y. Saliy, L. Nykyruy. et al, Thermally evaporated CdTe thin films on glass and (100) silicon substrates for solar cells applications, Applied Nanoscience, 13(11), 7275 (2023); https://doi.org/10.1007/s13204-023-02886-3.

A. D. Compaan, A. Gupta, S. Lee, S. Wang, J. Drayton, High efficiency, magnetron sputtered CdS/CdTe solar cells, Solar Energy, 77(6), 815 (2004); https://doi.org/10.1016/j.solener.2004.06.013.

S. Lalitha, S. Zh. Karazhanov, P. Ravindran, S. Senthilarasu, R. Sathyamoorthy, J. Janabergenov, Electronic structure, structural and optical properties of thermally evaporated CdTe thin films, Physica B: Condensed Matter, 387(1–2), 227 (2007); https://doi.org/10.1016/j.physb.2006.04.008.

R. Petrus, H. Ilchuk, A. Kashuba, I. Semkiv, E. Zmiiovska, Optical properties of CdTe thin films obtained by the method of high-frequency magnetron sputtering, Functional Materials, 27(2), 342 (2020); https://doi.org/10.15407/fm27.02.342.

X. Ai et al., Microstructure and optical properties of CdTe thin films prepared by close spaced sublimation method at various growth temperatures, Journal of Luminescence, 252, 119372 (2022); https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2022.119372.

A. Tanushevski, D. Sokolovski, Structural and optical properties of CdTe thin films obtained by electrodeposition, RAD Conference Proceedings, 2, 149 (2017); https://doi.org/10.21175/RadProc.2017.30

Y. P. Saliy, B. S. Dzundza, I. S. Bylina, O. B. Kostyuk, The Influence of the Technological Factors of Obtaining on the Surface Morphologyand Electrical Properties of the PbTe Films doped Bi. Journal of nano-and electronic physics, 8(2), 2045-1(2016); https://doi.org/10.21272/jnep.8(2).02045.

OPTIFIT software. Web page: https://nanoscops.icms.us-csic.es/software/optifit/.

R. Swanepoel, Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon, Journal of Physics E: Scientific Instruments, 16(12), 1214 (1983); https://doi.org/10.1088/0022-3735/16/12/023.

B. Tatian, Fitting refractive-index data with the Sellmeier dispersion formula, Applied Optics, 23(24), 4477 (1984); https://doi.org/10.1364/AO.23.004477.

N. Ghobadi, Band gap determination using absorption spectrum fitting procedure, International Nano Letters, 3(1), 1 (2013) https://doi.org/10.1186/2228-5326-3-2.

A. V. Tikhonravov, M. K. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, A. Duparré, Effects of interface roughness on the spectral properties of thin films and multilayers, Applied. Optics, 42(25), 5140 (2003); https://doi.org/10.1364/AO.42.005140.

D. Poelman, P. F. Smet, Methods for the determination of the optical constants of thin films from single transmission measurements: a critical review, Journal of Physics. D: Applied Physics, 36(15), 1850 (2003); https://doi.org/10.1088/0022-3727/36/15/316.

I.V. Vakaliuk, R.S. Yavorskyi, B.P. Naidych, L.I. Nykyruy, L.O. Katanova, O.V. Zamuruieva, Optical Properties of CdTe:In Thin Films Deposited by PVD Technique, Journal of Nano- and Electronic Physics, 15(5), 05023 (2023). https://doi.org/10.21272/jnep.15(5).05023.