Дослідження синтезу тонких плівок сульфіду кадмію методом простого обертання для застосування в енергетиці
Анотація
У статті досліджено властивості тонкої плівки CdS, яка використовується для виготовлення віконних матеріалів сонячних батарей та оптичних пристроїв. Тонка плівка сульфіду кадмію (CdS), отримана золь-гель методом на склі та підкладці ITO. Підготовлену тонку плівку сушать у вакуумній печі при 70 ℃. Тонка плівка та порошок CdS характеризуються структурними, оптичними та електричними властивостями за допомогою рентгенівського дифрактометра (XRD), УФ-видимого спектрометра та спектрометра Кейтлі. Середні розміри кристалітів, мікродеформації та густину дислокацій зразків розраховують за формулою Дебая Шеррера. Ширина забороненої зони CdS, розрахована методом Tauc-plot, становить 2,40 та 2,41 еВ для порошку та плівки. Довжина хвилі поглинання CdS раптово зменшується біля 280 нм і стає плоскою у вищій області довжини хвилі. Спектрометр FTIR використовується для ідентифікації невідомих матеріалів і утворення зв’язків. Утворення зв’язків, дефектів та домішок спостерігали на спектрометрі Кейтлі, який використовується для вимірювання ВАХ і обчислення питомого електричного опору за законом Ома.
Завантаження
Посилання
A. Ashok, G. Regmi, A. Romero-Núñez, M. Solis López, S. Velumani, and H. Castaneda, “Comparative studies of CdS thin films by chemical bath deposition techniques as a buffer layer for solar cell applications,” J. Mater. Sci: Mater Electron. 31, 7499 7518, (2020). https://doi.org/10.1007/s10854-020-03024-3A
O. Adnan, and A.N. Naje, “Manal enhancement of CdS nanoparticles photoconductive detector by adding TPD conductive polymer,” Materials for Renewable and Sustainable Energy, 7, 28, (2018). https://doi.org/10.1007/s40243-018-0135-71
J.R. González-Moya, Y. Garcia-Basabe, M.L.M. Rocco, M.B. Pereira, J.L. Princival, L.C. Almeida, C.M. Araújo, et al., “Effects of the large distribution of CdS quantum dot sizes on the charge transfer interactions into TiO2 nanotubes for photo catalytic photo catalytic hydrogen generation,” Nanotechnology, 27, 285401 (2016). https://doi.org/10.1088/0957-4484/27/28/285401
P. Rodrı´guez, N. Mun oz-Aguirre, E.S.-M. Martinez, G. Gonzalez, O. Zelaya, and J. Mendoza, “Formation of CdS nanoparticles using starch as capping agent,” Applied Surface Science, 255, 740-742, (2008). https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2008.07.032
M. Shaban, M. Mustafa, and H. Hamdy, “Morphological and optical study of sol-gel spin coated nanostructured CdS thin films,” IOSR Journal of Applied Physics (IOSR-JAP), 7(6), 19-22 (2015). https://doi.org/10.9790/4861-07611922
J.Z. Han, C. Pan, K.Y. Zhang, X.F. Yang, S.Q. Zhang, J.C. Berengut, S. Goriely, et al., “Isotope shift factors for the Cd+ 5s 2S1/2 → 5p 2P3/2 transition and determination of Cd nuclear charge radii,” Physical review research, 4, 033049 (2022). https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.4.033049
X. Wang, A. Han, Y. Huang, X. Liu, and Z. Liu, “Structural, optical and impurity-absorption properties of CdS thin films deposited by chemical bath using four cadmium sources,” Semicond. Sci. Technol. 32, 075008 (2017). https://doi.org/10.1088/1361-6641/aa7299
N.J. Egwunyenga, I.S. Okunzuwa, I.L. Imosobomeh, “Synthesis of SnS/SnO nanostructure material for photovoltaic application East European journal of physics, 1, 154-161 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-1-19
A. Zyoud, I. Saa, S. Khudruj, Z.M. Hawash, D.H. Park, G. Campet, and H.S. Hilal, “CdS/FTO thin film electrodes deposited by chemical bath deposition and by electrochemical deposition: A comparative assessment of photo-electrochemical characteristics,” Solid State Sciences, 18, 83-90 (2013). http://dx.doi. org/10.1016/j.solidstatesciences.2013.01.004
A. Kar, S. Kundu, and A. Patra, “Photocatalytic properties of semiconductor SnO2/CdS heterostructure,” Nanocrystals, RSC Advances, 2, 10222-10230 (2012). https://doi.org/10.1039/c2ra21065g
M.I., Dharmadasa, “Review of the CdCl2 treatment used in CdS/CdTe thin film solar cell development and new evidence towards improved understanding,” Coatings, 4, 282-307 (2014). https://doi.org/10.3390/coatings4020282
R. Zahid, Z. Azmi, S. Mohd, G. Mohd, J. Atefeh, and F.U.D.Z. Reza, “Effect of Annealing Temperature on the Optical Spectra of CdS Thin Films Deposited at Low Solution Concentrations by Chemical Bath Deposition (CBD) Techniques,” Int. J. Mol. Sci. 12, 1293-1305 (2011). https://doi.org/10.3390/ijms12021293
I.M.EI. Radaf, T.A. Hamid, and I.S. Yahia, “Synthesis and characterization of F-doped CdS thin films by spray pyrolysis for photovoltaic applications,” Mater. Res. Express, 5, 066416 (2018). https://doi.org/10.1088/2053-1591/aaca7b
R. Udayakumar, V. Khanaa, and T. Saravanan, “Synthesis and structural characterization of thin films of SnO2 prepared by spray pyrolysis technique,” Indian Journal of Science and Technology, 6(6S), 1-4 (2013). https://doi.org/10.17485/ijst/2013/v6isp6.19
A.A. Hussain, H. Abdulelah, A.H. Amteghy, R.A. Dheyab, and B.H. AlMulla, “Effect of multilayers CdS nanocrystalline thin films on the performance of dye-sensitized solar cells,” Hindawi Journal of Nanotechnology, 2023, 7998917 (2023). https://doi.org/10.1155/2023/7998917
R. Elilarssi, I.S. Maheshwari, and G. Chandrasekaran, “Structural and optical characterization of CdS nanoparticles synthesized using a simple chemical reaction route optoelectronics and advanced materials,” Rapid communication, 4(3), 309-312 (2010).
E.N. Josephine, O.S. Ikponmwosa, and I.L. Ikhioya, “Synthesis of SnS/SnO nanostructure material for photovoltaic application,” East European Journal of Physics, 1, 154-161, (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-1-19
M.M. Rose, R.S. Christy, T.A. Benitta, and J.T.T. Kumaran, “Structural, electrical and optical studies of NixCd1-xS (x = 0.8, 0.6, 0.4 and 0.2) nanoparticles system,” East European Journal of Physics, 1, 146-153, (2023), https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-1-18
V. Narasimman, V.S. Nagarethinam, K. Usharani, and A.R. Balu, “Structural, morphological, optical and electrical properties of spray deposited ternary CdAgS thin films towards optoelectronic applications,” 22(2), 79-84 (2018). https://doi.org/10.1080/14328917.2016.1264857
I. Kulandaisamy, K.D.A. Kumar, K. Ramesh, H.A. Ibrahium, and N.S. Awwad, “Ag-doped PbS thin films by nebulizer spray pyrolysis for solar cells,” Int. J. Energy Res. 44(6), 4505-4515 (2020). https://doi.org/10.1002/er.5227
H. Dabhane, S. Ghotekar, P. Tambade, S. Pansambal, H.C.A. Murthy, R. Oza, and V. Medhane, “A review on environmentally benevolent synthesis of CdS nanoparticle and their applications,” Environmental chemistry and ecotoxicology, 3, 209-219 (2021). http://dx.doi.org/10.1016/j.enceco.2021.06.002
T. Iqbal, G. Ara, N.R. Khalid, and M. Ijaz, “Simple synthesis of Ag-doped CdS nanostructure material with excellent properties,” Applied Nanoscience, 10, 23–28 (2020). https://doi.org/10.1007/s13204-019-01044-y
S. Preeti, “Synthesis and characterization of CdS nanoparticles,” International journal of engineering & technology (IJERT), 6(01), (2018).
Surbhi, D. Shalya, and S. Kumar, “Molecular geometry, homo-lumo analysis and mulliken charge distribution of 2,6- dichloro-4-fluoro phenol using DFT and HF method,” East European Journal of Physics, 1, 205-209 (2023). https://doi.org/10.26565/2312-4334-2023-1-27
H. Das, and P. Datta, “Optically sensitive I-V properties of CdS and CdS:Cu Quantum dots,” Materials Research Express, 6, 045023 (2018). https://doi.org/10.1088/2053-1591/aafaaa
T. Chandel, S.K. Dwivedi, M.B. Zaman, and P. Rajaram, “Structural, optical and photoelectric properties of sprayed CdS thin films,” American Institute of Physics, 1953, 100067 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5033003
A.S. Najm, H.S. Naeem, D.A.R.M. Alwarid, A. Aljuhani, S.A. Hasbullah, H.A. Has, K. Sopian, et al., “Mechanism of chemical bath deposition of CdS thin films: influence of sulphur precursor concentration microstructural and optoelectronic characterizations,” Coatings, 12(10), 1400 (2022). https://doi.org/10.3390/coatings12101400
Авторське право (c) 2023 Джагмохан Лал Шарма, С.К. Джейн, Балрам Тріпаті, M.C. Мішра
Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).
