CdS plāno kārtiņu optisko parametru uzlabošana ar lāzera starojumu pielietojumam saules elementos

Abstract

CdS ir svarīgs pusvadītāja materiāls n-CdS/p-CdTe heteropārejā kā “loga” slānis uz CdTe balstītos saules elementos. Polikristāliskās CdS kārtiņas satur lielu defektu koncentrāciju, kas samazina lādiņnesēju dzīves laiku un tātad arī saules elementu efektivitāti. Šī darba mērķis ir ar Nd: YAG lāzera starojumu uzlabot uz ITO slānīša uznestās CdS kārtiņas optiskās īpašības. Pēc CdS kārtiņas apstarošanas ar starojuma intensitāti 15 MW/cm2, tika novēroti pierādījumi kristāliskas fazes īpatsvara pieaugumam – ar SEM uzņemtie topogrāfijas attēli uzrādīja virsmas pārkristalizēšanos, fotoluminiscences spektrā parādījās intensīva brīvā eksitona josla pie ~2.54 eV, bet pie temperatūras 1.6 K novērtēta fononu enerģija ap 37 meV. Pēc fotoluminiscences kinētikas analīzes tika noteikts, ka eksitonu un defektu joslu dzīves laiks palielinājās.

CdS is an important window semiconductor layer forming n-CdS/p-CdTe heterojunction in photovoltaic cells based on CdTe. Polycrystalline CdS layers contain a large defect concentration, which decrease lifetime of charge carriers, therefore decreasing solar cells efficiency aswell. The aim of this work is to improve optical properties of CdS film formed on ITO layer using Nd: YAG laser radiation. After the irradiation of CdS film with radiation intensity of 15 MW/cm2 several evidences indicate improvement of crystallinity – the measurements of topography by SEM showed surface recrystallization, photoluminescence spectrum showed, that intense free exciton emission band appeared at ~2.54 eV and at temperature 1.6 K phonon energy of about 37 meV was found. Photoluminescence kinetics showed that lifetime of excitonic and defect bands increased.