Sb2Se3 ince filmlerinin sülfürizasyonu ile üretilen Sb2(S,Se)3 soğurucu katmanlarının karakterizasyonu

Antimon triselenid (Sb2Se3), günümüzde büyük ilgi gören inorganik yarı iletkenler arasında en umut verici soğurucu malzeme seçeneklerinden biridir. Ancak, Sb2Se3 güneş hücreleri için kaydedilen en yüksek verimlilik değerleri hala ideal değerden daha düşüktür. Cihaz performansını artırmak için Antimon selenosülfid (Sb2(SxSe1-x)3) bir seçenektir çünkü alaşımlı Sb2(SxSe1-x)3 'ün bant aralığı ve bant konumu gibi bazı özellikleri bileşime bağlıdır. Bu çalışmada, Sb2(SxSe1-x)3 ince filmlerin büyütülmesi için iki aşamalı bir yöntem kullanılmıştır. İlk aşamada, doğru akım (DC) mıknatıssal saçtırma tekniği kullanılarak soda kireç camı (SLG) altlıkları üzerine Sb2Se3 ince filmleri biriktirilmiştir. İkinci aşamada, Sb2(SxSe1-x)3 ince filmler elde etmek için Sb2Se3 ince filmler kuvars ampulde sülfürleme işlemine tabi tutulmuştur. Karakterizasyon sonuçları, sunulan yöntemle büyütülen Sb2(SxSe1-x)3 ince filmlerinin morfolojik, optik ve yapısal özelliklerinin, sülfürleme sırasında kullanılan sülfür tozu miktarlarına büyük ölçüde bağlı olduğunu göstermiştir. Sülfürün ayarlanmasıyla fotovoltaik uygulamalar için uygun bant aralığına, uygun yönlendirmeye ve kompakt morfolojiye sahip Sb2(SxSe1-x)3 soğurucu malzemeler elde edilebilir. Yukarıda bahsedildiği gibi, alaşımlı Sb2(SxSe1-x)3'ün bileşimsel manipülasyonu, Sb2(SxSe1- x)3'teki Se oranını basitçe artırarak veya azaltarak ISC veya VOC'yi iyileştirme fırsatı sunar. Bu açıdan detaylı optimizasyon ile maksimum verimlilik elde edilebilir. Ancak bu yaklaşım, bant aralığı azalmasının bir sonucu olarak ISC'deki iyileştirmeye VOC kaybının eşlik ettiği veya bunun tersi olduğu bir ikilemle karşı karşıyadır. Kademeli yapıya sahip güneş hücrelerinin, ISC ve VOC arasındaki bu ikilemi önleyebilir. Bu çalışmada, kademeli bileşime sahip Sb2(SxSe1-x)3 ince filmleri üretmek için kolay ve etkili bir yöntem sunarak, üretilen ince filmlerin özellikleri incelenmiştir. Kademeli bileşime sahip Sb2(SxSe1-x)3 ince filmini üretmek amacıyla mıknatıssal saçtırma tekniği ile üretilen Sb2Se3 filmlerinin üzerine hidrotermal biriktirme yöntemi ile Sb2S3 ince filmleri büyütülerek üretilen yapı ısıl işleme tabi tutulmuştur. Analiz sonuçları, çalışmamızda üretilen kademeli bileşime sahip Sb2(SxSe1-x)3 ince filmlerin yüksek verimliliğe sahip güneş hücreleri elde etmek için potansiyel bir aday olduğunu göstermiştir.