توضیحات
ABSTRACT
Pyrite (FeS2) thin film was deposited on a glass substrate at 4000C, using (FeCl2.4H2O) and thiourea as the precursors. Morphological, chemical and optical properties of the pyrite thin film were studied. Scanning electron microscopy (SEM) image showed the substrate was well covered by the pyrite thin film and more magnification revealed the morphology of the surface was homogenious. Energy dispersive spectroscopy (EDS) confirmed that the composition is near stoichiometric. Optical analysis showed the pyrite thin film is a potential absorber in UV-VIS range and the band gap value was calculated 1.2eV.
INTRODUCTION
FeS2 is one of the metal- chalcogenide compounds which has attracted many attentions due to its appropriate optical and electrical properties. These properties have make pyrite a suitable material for applications such as field-effect transistors and photovoltaic devices . Pyrite (FeS2) thin films have a remarkable absorption coefficient (105cm-1) and a proper band gap (0.9eV) that make it a potential absorber layer in photovoltaic systems and solar cells. In addition, its composition is environmentally compatible and there are plenty of its components in nature; It is notable that Fe is one of the most abundant and economic elements in earth crust. Despite the high absorption coefficient, pyrite band gap is under optimum value (1.5eV). Many attempts have been exerted to enhance the properties of FeS2 thin layers. Various methods were applied to prepare these layers such as sol- gel, chemical bath deposition, Epoxy catalyzed sol–gel, spray pyrolysis [8, 9]and sulfur vapor transport. Among them, spray pyrolysis is a low cost method which is easy to control. Aim of present work is deposition and investigation of morphological and optical properties of FeS2 thin film by spray pyrolysis technique. Soda lime glass substrate was washed with double distilled water and ethanol, then was ultrasonically cleaned. Tin tetrahydrate (FeCl2.4H2O) with molar concentration of 0.2M and thiourea (CS(NH2)2) with molar concentration of 0.4M were dissolved in 50 ml of double distilled water. The precursor solution was mixed on a magnetic stirrer at the rate 300 rpm for 15 minutes. Nozzle to substrate distance was set at 35 cm, the solution flow rate was kept at 5– +1 ml/min and carrier gas pressure was constant at 4 bar. The substrate temperature was kept at 4000C with – +50 C tolerance.
چکیده
فیلم نازک Pyrite (FeS2) روی یک بستر شیشه ای با دمای 4000 درجه سانتیگراد، با استفاده از FeCl2.4H2O و Thiourea به عنوان پیش سازها سپرده شد. خواص مورفولوژیکی، شیمیایی و اپتیکی فیلم نازک پیریت مورد مطالعه قرار گرفت. تصویر میکروسکوپ الکترونی اسکن (SEM) نشان داد که بستر به خوبی توسط ورقه نازک پیریت پوشانده شده و بزرگنمایی بیشتری نشان داد که مورفولوژی سطح همگن است. طیف سنجی پراکندگی انرژی (EDS) تأیید کرد که ترکیب نزدیک به stoichiometric است. تجزیه و تحلیل نوری نشان داد که فیلم نازک پیریت یک جذب بالقوه در محدوده UV-VIS است و مقدار شکاف باند 1.2EV محاسبه شده است.
مقدمه
FeS2 یکی از ترکیبات متال کلوژنید است که به علت خواص نوری و الکتریکی مناسب آن، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. این خواص پریت را یک ماده مناسب برای برنامه های کاربردی مانند ترانزیستورهای میدان اثر و دستگاه های فتوولتائیک می دانند. فیلم های نازک Pyrite (FeS2) یک ضریب جذب قابل توجه (105cm-1) و یک شکاف باند مناسب (0.9eV) دارند که آن را یک لایه جذبی بالقوه در سیستم های فتوولتائیک و سلول های خورشیدی می کند. علاوه بر این، ترکیب آن سازگار با محیط زیست است و مقدار زیادی از اجزای آن در طبیعت وجود دارد؛ قابل توجه است که آهن یکی از عناصر فراوان و اقتصادی در پوسته زمین است. با وجود ضریب جذب بالا، شکاف بیتی پرییت تحت ارزش مطلوب (1.5EV) است. بسیاری از تلاش ها برای افزایش خواص لایه های نازک FeS2 انجام شده است. روش های مختلفی برای تهیه این لایه ها از جمله سل ژل، رسوب شیمیایی حمام، سل ژل کاتالیزور اپوکسی، اسپری پریولیز [8، 9] و انتقال بخار گوگرد استفاده شد. در میان آنها اسپری pyrolysis یک روش ارزان قیمت است که کنترل آن آسان است. هدف از کار حاضر، رسوب و بررسی خواص مورفولوژیکی و اپتیکی فیلم نازک FeS2 با روش اسپری پیلوری است. بستر شیشه ای آهک سدیم با آب مقطر و اتانول شستشو داده شد و سپس به روش اولتراسونیک تمیز شد. تتراهیدرات قلع (FeCl2.4H2O) با غلظت مولر 0.2M و تیروئید (CS (NH2) 2) با غلظت مولر 0.4M در 50 میلی لیتر آب دوتایی حل شده است. محلول پیشگیرنده در یک همزن مغناطیسی با سرعت 300 دور در دقیقه برای 15 دقیقه مخلوط شد. فاصله ی سوپاپ با فاصله 35 سانتیمتر، سرعت جریان محلول در 5-1 میلی لیتر در دقیقه و فشار گاز حامل در 4 بار ثابت بود. دمای سوبسترا در دمای 4000 درجه سانتی گراد با تحمل +50 درجه سانتیگراد نگهداری شد.
Year: 2017
Publisher : National Congress of Chemistry and Nanoscience, from Research to National Development
By : Mina Taleblou , Ehsan Borhani , Benyamin Yarmand , Ali Reza Kolahi
File Information: English Language/ 5 Page / size: 374 KB
سال :1396
ناشر : کنگره ملی شیمی و نانوشیمی,از پژوهش تا توسعه ملی
کاری از : مینا طالبلو، احسان برهانی، بنیامین یارمند، علی رضا کلاهی
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 5 صفحه / حجم : KB 374
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.