Cu2ZnSnS4 (CZTS) tabanlı ince film güneş hücrelerinde film homojenliğinin hücre verimi üzerindeki etkisinin incelenmesi

Bu çalışmanın ilk aşamasında, değişik metalik katman dizilimleri kullanılarak en uygun katman dizilimi belirlendi. İkinci aşamada ise önerilen katman diziliminde (Mo/Cu/Sn/Zn/Cu), Mo/Cu/Sn yapısına uygulanan ön tavlama işleminin Cu2ZnSnS4 (CZTS) bileşiğinin karakteristik özellikleri üzerindeki etkisi incelendi. CZTS ince filmler, molibden (Mo) kaplı cam üzerine DC magnetron ve devamında hızlı tavlama yöntemleri kullanılarak büyütüldü. Mo/Zn/Sn/Cu ve Mo/Cu/Sn/Zn/Cu metalik katman dizilimleri, 500, 550 ve 600 °C değerleri ise sülfürleme sıcaklıkları olarak belirlendi. GDOES verileri, artan sülfürleme sıcaklığının filmin homojenliğini iyileştirdiği ve Mo/Cu/Sn/Zn/Cu katman diziliminin daha iyi sonuçlar verdiğini gösterdi. XRD ve Raman spektrumları CZTS fazı oluşumunun yanında ikincil fazların oluştuğunu ve 600 °C sıcaklıkta sülfürlenen örneklerin kristal kalitesinin daha iyi olduğunu gösterdi. Çalışmanın ikinci kısmında, Mo/Cu/Sn/Zn/Cu katman dizilimindeki Mo/Cu/Sn yapısı 200 ve 380 °C sıcaklıklarda ön tavlama işlemlerine maruz bırakılarak ön tavlama işleminin ve sıcaklığının örnekler üzerindeki etkisi incelendi. XRD ve Raman spektrum verileri CZTS yapısının oluştuğunu gösterdi. GDOES verileri ön tavlama işleminin kimyasal kompozisyon dağılımını iyileştirici yönde etki ettiğini gösterdi. PL ve yasak enerji verileri, ön tavlama işleminin optik özellikler üzerinde önemli bir değişikliğe sebebiyet vermediğini gösterdi. En iyi güneş pili hücre performansı % 2,2'lik verim değeri ile 200 °C ön tavlama işlemine tabi tutulan örneklerde elde edildi.