B GIO DC V O TO TRNG I HC BCH KHOA H NI TRN VN BèNH NGHIấN CU CH TO MNG MNG NANO CSS S DNG CHO PIN MT TRI A LP PHT TRIN NNG LNG SCH LUN VN THC S KHOA HC NGI HNG DN : TS NGUYN TUYT NGA H NI 2010 Lun Thc s khoa hc Lời cảm ơn Tác giả xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Nguyễn Tuyết Nga, ngời dành nhiều thời gian quý báu để hớng dẫn, giúp đỡ tác giả thực luận văn Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới GS.TS Võ Thạch Sơn tạo điều kiện để tác giả hoàn thành phần thực nghiệm luận văn Tác giả xin trân trọng cảm ơn thầy, cô Viện Vật lý kỹ thuật, Trờng đại học Bách khoa Hà Nội tạo điều kiện giúp đỡ tác giả trình học tập thực luận văn Trân trọng cảm ơn anh, chị bạn phòng Thí nghiệm Phân tích đo lờng vật lý, Viện Vật lý kỹ thuật giũp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn gia đình bạn bè nguồn động viên, giúp đỡ tác giả suốt trình học tập thực luận văn Hà Nội, tháng 11 năm 2010 Trần Văn Bình Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc MC LC DANH MC CC Kí T VIT TT DANH MC CC BNG DANH MC CC HèNH V M U PHN I TNG QUAN TI LIU 10 I.1 Vt liu CSS 10 I.1.1 Thnh phn, cu trỳc ca CSS 10 I.1.2 Tớnh cht quang ca vt liu CSS 11 I.1.3 Tớnh cht in ca vt liu CSS 13 I.2.Cỏc phng phỏp ch to mng mng 13 I.2.1 Phng phỏp sol-gel 14 I.2.2 Phng phỏp bay hi nhit 14 I.2.3 Phng phỏp phỳn x 16 I.2.4 Phng phỏp phun nhit phõn 17 I.3 Cỏc phng phỏp kho sỏt tớnh cht ca mng mng 20 I.3.1 Phng phỏp nhiu x tia X 20 I.3.2 Phng phỏp ph tỏn sc nng lng tia X (EDAX) 22 I.3.3 Phng phỏp hin vi in t quột 24 I.3.4 Phng phỏp o ph truyn qua 26 I.3.5 Phng phỏp ph tr khỏng phc 27 I.3.6 Phng phỏp Van der Pauw 31 PHN II QUY TRèNH CễNG NGH CH TO MNG Cu2SnS3 35 II.1 Tin cht 35 II.2 Hn hp dung dch phun 37 II.3 38 II.4 Quy trỡnh cụng ngh 39 PHN III KHO ST MT S THễNG S NH HNG N TNH CHT CA MNG Cu2SnS3 40 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc III.1 T l thnh phn nguyờn t Cu 40 III.2 S thay i ca chiu dy 45 III.3 Ch phun 48 PHN IV KHO ST MT S TNH CHT CA MNG Cu2SnS3 53 IV.1 Cu trỳc, thnh phn pha 53 IV.2 Hỡnh thỏi hc b mt, chiu dy 55 IV.3 Tớnh cht in ca mng Cu2SnS3 57 IV.4 Tớnh cht quang ca mng Cu2SnS3 60 KT LUN 63 TI LIU THAM KHO 64 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc DANH MC CC Kí T VIT TT CIS : Complex Impendance Spectroscopy - Ph tr khỏng phc SEM : Scanning Electron Microscopy - Hin vi in t quột XRD : X-Ray Diffraction - Nhiu x tia X UV-VIS : Ultraviolet-Visible Spectroscopy - Ph t ngoi kh kin EDAX : Energy-Dispersive X-Ray Spectroscopy - Ph tỏn sc nng lng tia X Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc DANH MC CC BNG S 10 Trang Ký hiu bng TT Bng II.1 Thi gian xut hin kt ta ca cỏc tin cht dung mụi Bng II.2 Thi gian xut hin kt ta ca dung dch phun mng P Bng III.1 Thnh phn % nguyờn t ca cỏc nguyờn t mng CSS thay i t l Cu 37 42 43 Bng III.2 dn ca cỏc mng cỏc t l Cu khỏc Bng III.3 dn ca cỏc mng CSS vi s lp phun khỏc Bng III.4 Thnh phn % nguyờn t ca cỏc nguyờn t mng Cu2SnS3 vi ch phun liờn tc v ch phun nhiu ln Bng III.5 dn in ca mng ch phun liờn tc v ch phun nhiu ln Bng IV.1 Thnh phn % nguyờn t cỏc nguyờn t mng Cu2SnS3 Bng IV.2 Mt s i lng c trng ca mng Cu2SnS3 thu c t phộp o Hall Bng IV.3 Giỏ tr ca cỏc thụng s thu c t quỏ trỡnh mụ phng 36 48 51 52 55 57 59 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc DANH MC CC HèNH V S Ký hiu hỡnh v TT Trang Hỡnh I Ph nng lng mt tri 11 Hỡnh I.2 Ph hp th ca mng CSS 12 Hỡnh I.3 S nguyờn lý ca phng phỏp bay hi nhit 15 Hỡnh I.4 S nguyờn lý ca quỏ trỡnh phỳn x v nguyờn lý mt h phỳn x 16 Hỡnh I.5 S nguyờn lý h phun nhit phõn 17 Hỡnh I.6 Nhiu x tia X trờn tinh th 21 Hỡnh I.7 S phng phỏp nhiu x tia X 22 Hỡnh I.8 S h thng EDAX 22 10 Hỡnh I.9 Cỏc tớn hiu in t v súng in t phỏt x t mu tỏn x n hi Hỡnh I.10 S kớnh hin vi in t quột (SEM) (a) v ng i ca tia in t SEM (b) 25 25 11 Hỡnh I.11 S mt h o ph truyn qua 27 12 Hỡnh I.12 Vecter Fresnel mt phng phc 28 13 Hỡnh I.13 Mch in tng ng ca cht in mụi l ph tng ng 29 14 Hỡnh I.14 Gii thớch hiu ng Hall vt liu bỏn dn 32 15 Hỡnh I.15 o hiu in th Hall ti hai im tip xỳc v 33 16 Hỡnh II.1 S quy trỡnh cụng ngh to mng CSS 35 17 Hỡnh II.2 S quy trỡnh to hn hp dung dch phun 38 18 Hỡnh II.3 S quy trỡnh cụng ngh ch to mng mng 39 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Hỡnh III.1 Ph XRD ca cỏc mng hỡnh thnh vi t l Cu khỏc Hỡnh III.2 Ph tr khỏng phc ca cỏc mng vi t l Cu thay i Hỡnh III.3 Ph hp th ca mng ch to theo cỏc t l Cu khỏc Hỡnh III.4 nh chiu dy ca mng CSS vi s lp phun khỏc Hỡnh III.5 Ph hp th ca mng s lp phun khỏc Hỡnh III.6 Ph tr khỏng phc ca mng vi s lp phun khỏc Hỡnh III.7 Chiu dy ca mng Cu2SnS3: (a) phun liờn tc (b) phun nhiu ln Hỡnh III.8 Ph XRD ca mng Cu2SnS3 vi s ch phun khỏc Hỡnh III.9 nh SEM ca mng Cu2SnS3 vi ch phun khỏc 41 43 44 45 46 47 49 50 51 28 Hỡnh IV.1 Ph XRD ca mng Cu2SnS3 54 29 Hỡnh IV.2 Ph EDXA ca mng Cu2SnS3 55 30 Hỡnh IV.3 Hỡnh thỏi hc b mt ca mng Cu2SnS3 56 31 Hỡnh IV.4 Chiu dy ca mng Cu2SnS3 56 32 Hỡnh IV.5 Ph CIS ca mng Cu2SnS3 58 33 Hỡnh IV.6 S mch in tng ng (a) ng cong thc nghim v mụ phng ca h vt liu (b) 59 34 Hỡnh IV.7 Ph hp th ca mng Cu2SnS3 60 35 Hỡnh IV.8 Ph truyn qua ca mng mng Cu2SnS3 61 36 Hỡnh IV.9 S ph thuc (h) vo (h) ca mng Cu2SnS3 61 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc M U Th gii núi chung v mi quc gia núi riờng ang ng trc nguy c thiu nng lng mt tng lai khụng xa Ngun nng lng ch yu ca th gii hin l nng lng hoỏ thch v ngun nng lng ny s sm cn kit v khụng th tỏi to Bờn cnh ú ngun nng lng hoỏ thch ny s dng cũn nh hng rt ln n mụi trng v bin i khớ hu Do ú th gii ang hng ti nhng ngun nng lng xanh thay th thõn thin vi mụi trng v cú th tỏi to Cỏc ngun nng lng xanh ang c chỳ ý l nng lng giú, nng lng thu triu, nng lng mt tri Trong cỏc ngun nng lng ny thỡ nng lng mt tri c chỳ ý nhiu hn c vỡ mt tri bc x mt nng lng rt ln xung trỏi t Tuy nhiờn cho n nng lng mt tri cha c s dng rng rói trờn th gii bi l pin mt tri ch yu da trờn nn Si vi cụng ngh t tin, iu ú lm cho giỏ thnh ca pin mt tri cũn quỏ cao so vi cỏc ngun nng lng khỏc Do ú h c giỏ thnh ca pin mt tri thỡ vic gim chi phớ u t cho cụng ngh sn xut l iu rt quan trng Vi nhng c tớnh u vit nh cụng ngh ch to khụng ũi hi nhng thit b quỏ phc tp, iu kin cụng ngh khụng quỏ kht khe (nh vi pin mt tri trờn nn vt liu Silic), cú th sn xut trờn quy mụ cụng nghip, giỏ thnh sn phm thp v hiu sut cú th t c n 19.3 % [1] pin mt tri mng mng ang tr thnh mt ngun nng lng sch cú tim nng ng dng cao thc t i vi pin mt tri mng mng núi riờng v pin mt tri núi chung phn t hp th v chuyn i nng lng mt tri thnh nng lng in l phn t rt quan trng Trong cỏc pin mt tri mng mng hin mt s loi vt liu thng s dng lm lp hp th nh CIS (CuInS2, CuInSe2), CdTe, CIGS (Cu(In,Ga)Se), [7,8] Tuy nhiờn cỏc hp cht ny cha cỏc nguyờn t him v t tin nh In hoc cỏc nguyờn t c hi nh Cd, Se Bi vy, vic nghiờn cu ch to mt loi vt liu mi u vit hn thay th cỏc vt liu ny l rt c quan tõm Vi Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc nhng c im v tớnh cht rt phự hp v thnh phn cha cỏc nguyờn t khụng c, mng mng CSS (Cu2SnS3) c coi l vt liu tim nng cho lp hp th pin mt tri mng mng Nghiờn cu ch to mng mng CSS chớnh l ni dung nghiờn cu ca lun thc s ny Hin nay, cú rt nhiu phng phỏp khỏc ch to mng mng nh: phng phỏp sol-gel, bay hi nhit, in húa, phỳn x,v c bit l phng phỏp phun nhit phõn Vi kh nng cú th pha c vi hu ht cỏc nguyờn t, h thit b ch to khụng ũi hi cỏc mỏy múc t tin hay cỏc iu kin cụng ngh nghiờm ngt rt phự hp vi iu kin Vit Nam, thờm vo ú phng phỏp ny cú th to lp mng mng vi cht lng tt, giỏ thnh thp trờn b mt cú din tớch ln m khụng ũi hi chõn khụng cao ú cú th ng dng sn xut quy mụ cụng nghip Vỡ vy phng phỏp ny c chỳng tụi chn s dng ch to mng mng CSS, ng dng lm lp hp th cho pin Mt Tri a lp B cc lun gm cú bn phn: Phn I: Tng quan ti liu Phn II: Quy trỡnh cụng ngh ch to mng Cu2SnS3 Phn III: Kho sỏt mt s thụng s nh hng n tớnh cht ca mng Cu2SnS3 Phn IV: Kho sỏt mt s tớnh cht ca mng Cu2SnS3 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc nh SEM (hỡnh III.11) cho thy rng, kớch thc cỏc ht cú s khỏc nhau, ch phun liờn tc kớch thc ht ln hn kớch thc ht ch phun nhiu ln Tớnh cht in Tớnh cht in ca mng lng ng ch phun liờn tc v ch phun nhiu ln c kho sỏt thụng qua ph tr khỏng phc dn in ca mng (bng III.5) c xỏc nh t kt qu thu c t ph tr khỏng phc kt hp vi quỏ trỡnh mụ phng s dng phn mm Zview 2.0 Bng III.5 dn in ca mng ch phun liờn tc v ch phun nhiu ln Mng dn (S.cm ) Phun liờn tc Phun nhiu ln 17,5 18,1 dn in ca mng ch phun liờn tc v ch phun nhiu ln tng ng v tng ng bng 17,5 (S.cm-1), 18,1 (S.cm-1) Vy, mng c lng ng ch phun nhiu ln phun cú s phự hp tt hn v chiu dy, dn in so vi mng c lng ng ch phun liờn tc mng c s dng lm lp hp th cho pin mt tri T cỏc kt qu nghiờn cu nh hng t l nguyờn t Cu, nh hng chiu dy mng, nh hng ca ch phun, mng Cu2SnS3 vi cỏc c trng tớnh cht ti u c hỡnh thnh t hn hp dung dch phun cú t l cỏc nguyờn t Cu:Sn:S = 2:1:4 vi ch phun nhiu ln gm ln phun, mi ln phun thi gian 10 phỳt v khong cỏch thi gian gia cỏc ln phun l 10 phỳt 52 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc PHN IV KHO ST MT S TNH CHT CA MNG Cu2SnS3 T cỏc kt qu kho sỏt nh hng t l thnh phn nguyờn t ng, chiu dy ca mng, ch phun lờn s hỡnh thnh cu trỳc, thnh phn pha, cỏc tớnh cht in, tớnh cht quang ca mng mng Cu2SnS3 phn III, mng mng c hỡnh thnh theo quy trỡnh sau: Dung dch phun c hỡnh thnh t dung dch cỏc tin cht CuCl2.2H2O, SnCl2.2H2O, (NH2)2CS nng dung dch CM = 0,02M v t l cỏc nguyờn t Cu:Sn:S = 2:1:4 Dung dch c phun lờn nhit cao (T = 3800C) hỡnh thnh Cu2SnS3 Mng c hỡnh thnh ch phun nhiu ln phun (6 ln) vi thi gian thi 10 phỳt/ln v khong cỏch thi gian gia cỏc ln l 10 phỳt Mng Cu2SnS3 c ch to theo quy trỡnh nờu trờn, c kho sỏt cu trỳc, thnh phn pha, chiu dy, hỡnh thỏi hc b mt, tớnh cht quang v tớnh cht in IV.1 Cu trỳc, thnh phn pha ca mng mng Cu trỳc pha ca mng mng c kho sỏt bng phng phỏp nhiu x tia X trờn mỏy BRUKERB5005 ti phũng Nhiu x tia X, khoa hoỏ hc, trng i hc khoa hc t nhiờn - i hc quc gia H Ni Kt qu ph XRD ca mng thu c trờn hỡnh IV.1 T kt qu ph XRD (hỡnh IV.1), cú th thy rng, cỏc nh nhiu x c trng ca pha Cu2SnS3 ó xut hin, nhiờn cũn thp v cha rừ nh (131) c trng cho cu trỳc ba nghiờng ca pha Cu2SnS3 xut hin rừ nht Mng mng Cu2SnS3 cú cu trỳc ba nghiờng (triclinic) vi cỏc hng s mng a = 6,64 A , b = 0 11,51 A , c = 19,93 A Kớch thc ht tinh th c xỏc nh ph XRD kt hp cụng thc Scherrer (I.2) d=K W cos 53 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc Hỡnh IV.1 Ph XRD ca mng Cu2SnS3 T ph XRD (hỡnh IV.1), rng na vch ph cao nht W=0,590 (0,01 rad), gúc nhiu x = 28,540 , bc x kớch thớch cú bc súng = 1,540A , h s hỡnh hc K = 0,9 Kớch thc tinh th ca mng ch to c l d 20 nm Vy, mng Cu2SnS3 hỡnh thnh vi cu trỳc ba nghiờng v kớch thc tinh th d 20 nm khng nh mt ln na vt liu ch to c l Cu2SnS3, thnh phn % cỏc nguyờn t hp phn ca mng CSS c kho sỏt s dng phng phỏp ph tỏn sc nng lng tia X (EDAX) Ph EDAX c kho sỏt trờn thit b QUANTA 200-FEI ti phũng Phõn tớch v o lng vt lý - trng i hc bỏch khoa H Ni T kt qu ph EDAX ca mng Cu2SnS3 trờn hỡnh IV.2, cú th thy rng cỏc nguyờn t Cu, Sn, S hp thc mng Cu2SnS3 ó xut hin y Thnh phn phn trm nguyờn t ca cỏc nguyờn t c xỏc nh t ph EDAX gii thiu bng IV.1 54 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc Hỡnh IV.2 Ph EDXA ca mng Cu2SnS3 Bng IV.1 Thnh phn % nguyờn t cỏc nguyờn t mng Cu2SnS3 Nguyờn t Thnh phn (%) Cu 34,23 Sn 17,57 S 48,20 So sỏnh vi t l ca cỏc nguyờn t theo hp thc Cu:Sn:S = 33,34:16,66:50 thnh phn % nguyờn t ca cỏc nguyờn t ca mng ch to c Cu:Sn:S = 34,23:17,57:48,20 tng i phự hp vi hp thc Cu2SnS3 IV.2 Hỡnh thỏi hc b mt, chiu dy Hỡnh thỏi hc b mt v chiu dy ca mng c kho sỏt nh SEM (hỡnh IV.3 v hỡnh IV.4) 55 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc Hỡnh IV.3 Hỡnh thỏi hc b mt ca mng Cu2SnS3 Hỡnh IV.4 Chiu dy ca mng Cu2SnS3 56 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc nh SEM (hỡnh IV.3 v hỡnh IV.4) cho thy rng mng cú kớch thc ht khong àm v chiu dy ca mng d 1,5 àm IV.3 Tớnh cht in ca mng Cu2SnS3 Kho sỏt tớnh cht in bng phng phỏp Van Der Pauw Loi ht dn, nng ht ti, linh ng, in tr b mt ca mng Cu2SnS3 c kho sỏt t phộp o hiu ng Hall trờn thit b Curive Measurement system 7600 ti khoa vt lý, trng i hc khoa hc t nhiờn - i hc quc gia H Ni Kt qu phộp o hiu ng Hall thu c bng IV.2 Bng IV.2 Mt s i lng c trng ca mng Cu2SnS3 thu c t phộp o Hall T trng in tr b Hng s Hall Loi dn Nng ht (G) mt (ohm/spr) (cm3.C-1) 999,98 41,207 34,993 1999,8 41,212 2999,9 linh ng ti (1/cm3) (cm2V-1s-1) p 1,7838E+17 8,7276E-1 99,578 p 6,2687E+16 2,4835E+0 41,214 98,234 p 6,3544E+16 2,4500E+0 3999,9 41,216 65,950 p 9,4651E+16 1,6448E+0 4999,9 41,204 60,203 p 1,0369E+17 1,5015E+0 5999.9 41,209 44,568 p 1,4006E+17 1,1116E+0 7000,0 41,205 60,755 p 1,0274E+17 1,5153E+0 8000,1 41,212 57,731 p 1,0813E+17 1,4398E+0 9000,0 41,213 49,022 p 1,2733E+17 1,2226E+0 10000 41,209 47,642 p 1,3102E+17 1,1882E+0 Mng Cu2SnS3 l bỏn dn loi p, cú in tr b mt khong 41 (ohm/spr), nng ht ti khong 1017 (1/cm2), linh ng khong 1,64 (cm2V-1s-1) Cỏc giỏ 57 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc tr ny nm khong cỏc giỏ tr c cụng b (in tr sut 10-l n 102 .cm, nng ht ti 1015 n1017 cm-3) l cỏc giỏ tr tt cho mng vt liu s dng lm lp hp th cho pin mt tri [19, 20] So sỏnh cỏc giỏ tr ca mng mng Cu2SnS3 ch to c vi cỏc giỏ tr trờn, cú th thy rng mng rt phự hp lm lp hp th cho pin mt tri Kho sỏt tớnh cht in bng phng phỏp CIS Tớnh cht in ca mng CSS c kho sỏt bng mt phng phỏp na l phng phỏp o ph tr khỏng phc (CIS) Quỏ trỡnh o ph tr khỏng phc ca mng c thc hin bng hai bc: Lm in cc bc cho mng mng o ph tr khỏng phc ca mng bng thit b Impedance Analyzer HP4192 vi di tn t Hz n 13 MHz Hỡnh IV.5 l kt qu thu c o ph tr khỏng phc ca mng Ph tr khỏng phc ca mng l hỡnh bỏn nguyt tng i hon ho, iu ú chng t rng mng c ch to cú cu trỳc tng i hon ho 120 100 - Z`` (Ohm) 80 60 40 20 80 100 120 140 160 180 200 Z` (Ohm) Hỡnh IV.5 Ph CIS ca mng Cu2SnS3 58 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc H vt liu kho sỏt Ag/Cu2SnS3 vi hỡnh dng ph CIS thu c (hỡnh IV.5) cú th c mụ t bi s mch in tng ng gm mt in tr R1 ghộp ni tip vi (CPE//R2) (b) Hỡnh IV.6 S mch in tng ng (a) ng cong thc nghim v mụ phng ca h vt liu (b) Hỡnh IV.6.a l s mch in tng ng quỏ trỡnh mụ phng v hỡnh IV6.b l kt qu ph thu c gia thc nghim v mụ phng bng chng trỡnh Zview 2.0 Cú th thy rng, ng cong mụ phng trựng vi ng cong thc nghim, chng t rng cỏc quỏ trỡnh mụ phng ỳng vi cỏc quỏ trỡnh xy h vt liu kho sỏt Do ú cỏc thụng s thu c t quỏ trỡnh mụ phng chớnh l cỏc thụng s ca h vt liu kho sỏt Kt qu thu c ca cỏc thụng s c cho bng di õy Bng IV.3 Giỏ tr ca cỏc thụng s thu c t quỏ trỡnh mụ phng Thụng s Giỏ tr R1 88 CPE1-T 1,87E-7 CPE1-P 0,95 R2 89 59 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc T kt qu thu c v kt hp vi cụng thc I.19, chỳng ta cú th xỏc nh c dn ca mng 18,7(S.cm ) Giỏ tr = 0,95 rt gn vi giỏ tr chng t rng CPE gn nh mt t in v th hin trờn ph CIS chớnh l ng bỏn nguyt tng i hon ho III.4 Tớnh cht quang ca mng Cu2SnS3 Tớnh cht quang ca mng mng c kho sỏt bng phng phỏp UV VIS trờn thit b o ti phũng phõn tớch quang ph, trng i hc bỏch khoa H Ni Trong di bc súng t 200 n 600 nm, mng hp th gn nh hon ton (hỡnh IV.7) v truyn qua rt nh khong 0,01% (hỡnh IV.8) S hp th gim, truyn qua tng vựng bc súng di v cú giỏ tr truyn qua 0,8% ti bc súng 900 nm Cờng độ (AU) 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 Bớc sóng (nm) Hỡnh IV.7 Ph hp th ca mng Cu2SnS3 60 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc 0.8 0.7 Truyền qua (%) 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 200 300 400 500 600 700 800 900 Bớc sóng (nm) Hỡnh IV.8 Ph truyn qua ca mng mng Cu2SnS3 2000 (alpha hv) 1500 1000 500 hv (eV) Hỡnh IV.9 S ph thuc (h) vo (h) ca mng Cu2SnS3 61 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc Trong di bc súng t 200 n 600 nm, h s hp th ca mng 3.104 cm c xỏc nh t biu thc (I.6) T ph hp th kt hp vi biu thc (I.9) v ph thuc ca (h) vo (h) (.h ) = A (h E g ) Giỏ tr khe nng lng ca mng Cu2SnS3 Eg 1,75 eV xỏc nh t th s ph thuc S ph thuc (h) vo (h) (hỡnh IV.9) 62 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc KT LUN ó nghiờn cu ch to thnh cụng mng mng CSS (Cu2SnS3) bng phng phỏp phun nhit phõn Mt s thụng s nh hng lờn tớnh cht ca mng Cu2SnS3 ó c kho sỏt nh hng ca t l thnh phn nguyờn t ng, ca chiu dy mng v ca ch phun lờn cỏc c trng v cu trỳc, in v quang ó c nghiờn cu tỡm cỏc thụng s ti u cho quy trỡnh ch to mng Cu2SnS3 s dng lm lp hp th cho pin mt tri mng mng ó kho sỏt cỏc c trng tớnh cht ca mng ch to c v cu trỳc, hỡnh thỏi hc b mt, t l thnh phn cỏc nguyờn t, tớnh cht quang v tớnh cht in bng cỏc phng phỏp nhiu x tia X (XRD), hin vi in t quột (SEM), ph tỏn sc nng lng (EDAX), ph truyn qua (UV-VIS), ph tr khỏng phc (CIS) v Van der Pauw Mng CSS ch to c l pCu2SnS3 vi cu trỳc ba nghiờng (triclinic), kớch thc ht tinh th d 20 nm, dn 18,7(S.cm ) , h s hp th 3.104 cm v khe nng lng Eg 1,75 eV Mng Cu2SnS3 ch to c vi cỏc c trng tớnh cht v cu trỳc, in v quang ó kho sỏt l mt vt liu phự hp lm lp hp th loi p s dng pin mt tri mng mng Cỏc kt qu nghiờn cu thu c lun ny l tin cho cỏc nghiờn cu tip theo v mng mng p CSS, phỏt trin nghiờn cu ch to lp chuyn tip p - n trờn c s vt liu p CSS v ch to pin mt tri a lp tng lai 63 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc TI LIU THAM KHO Ting Vit [1] ng ỡnh Thng (2005), Giỏo trỡnh Pin Mt tri v ng dng, NXB Khoa hc v k thut [ 2] Phm Ngc Nguyờn (2004), Giỏo trỡnh K thut phõn tớch vt lý, NXB Khoa hc K thut H Ni [3] Nguyn Nng nh (2006), Vt lý v k thut mng mng, NXB i hc Quc Gia H Ni [ 4] Nguyn Ngc Long (2007),Vt lý cht rn, NXB i hc Quc Gia H Ni [5] T ỡnh Cnh (2003), Thc vt lý cht rn, NXB i hc Quc Gia H Ni [6] Nguyn Ngc Trung (2006), Bi ging k thut phõn tớch ph Ting Anh [7] K Ramanathan, R Dhere, J Keane, B To, R Bhattacharya, M Contreras, and R Noufi (2005), High Efficiency CIGS Thin Film Solar Cells, National Center for Photovoltaics, NREL, SETP Review Meeting, Denver, CO [8 ] B.E Hardin, M Grọtzel, M.D McGehee, J Frechet et al (2009) Nature Photonics 3, p 406 [ 9] Q Li, Y Ding, X Liu, Y Qian (2001), Preparation of ternary I-IV-VI nanocrystallines via a mild solution route, Materials Research Bulletin 36, p 26492656 [10] M Onoda, X Chen, A Sato, H Wada (2000), Crystal structure and twinning of monoclinic Cu2SnS3, Materials Research Bulletin 35, p 15631570 64 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc [11] M Bouaziz, M Amlouk, S Belgacem (2009), Sructural and optical properties of Cu2SnS3 sprayed thin films, Thin Solid Films 517, p 25272530 [12] A Amlouk, K Boubaker, M Amlouk (2010), A new procedure to prepare semiconducting ternary compounds from binary buffer materials and vacuumdeposited copper for photovoltaic applications, Vacuum 85, p 60 - 64 [13] Y Shi, Z Jin, C Li, H An, J Qiu (2006), Effect of Cu/In ratio on properties of CuInS2 thin films prepared by successive ionic layer absorption and reaction method, Applied surface science 252, p 37373743 [14] A Weber, H Krauth, S Perlt, B Schubert, I Kotschau, S Schorr, H.W Schock (2009), Multi-stage evaporation of Cu2ZnSnS4 thin films, Thin Solid Films 517, p 25242526 [15] X Chen, H Wada, A Sato, and M Mieno (1998), Synthesis, electrical conductivity, and crystal structure of Cu4Sn7S16 and structure refinement of Cu2SnS3, Journal of solid state chemistry 139, p 144 - 151 [16] B Li, Y Xie, J Huang, and Y Qian (2000), Sythesis, characterization, and properties of nanocrystalline Cu2SnS3, Journal of solid state chemistry 153, p 170 173 [17] T A KuKu (1987), Photovoltaic characteristics of thin films of Cu2SnS3, Solar Energy Materials 16, p 199 204 [18] M Bouaziz, J Ouerfelli, S.K Srivastava, J.C Bernốde, M Amlouk (2010), Growth of Cu2SnS3 thin films by solid reaction under sulphur atmosphere, Vaccum 1016, p 10 [19] R Noufi, R.J Matson, R.C Powell and C Horimgton, (1986), Solar materials science, Solar cells 14, p 479 [ 20] E.B Markus, M.L Cocivera, (1996), Materials science and physics of nonconventional energy sources, Thin Solid Films 272, p 71 82 65 Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc [ 21] T T John, K C Wilson, P M R Kumar, C S Kartha, K P Vijayakumar, Y Kashiwaba, T Abe, and Y Yasuhiro (2005), CuInS2 films using repeated chemical spray pyrolysis, phys stat sol (a) 202, No 1, p 79 84 [ 22] M Krunks, O Kijatkina, A Mere, T Varema, I Ojaa, V Mikli (2010), Sprayed CuInS2 films grown under Cu-rich conditions as absorbers for solar cells, Solar Energy Materials & Solar Cells 87, p 207214 66 Vt lý k thut ... phự hp v thnh phn cha cỏc nguyờn t khụng c, mng mng CSS (Cu2SnS3) c coi l vt liu tim nng cho lp hp th pin mt tri mng mng Nghiờn cu ch to mng mng CSS chớnh l ni dung nghiờn cu ca lun thc s ny Hin... Vt lý k thut Lun Thc s khoa hc PHN I TNG QUAN TI LIU I.1 Vt liu CSS (Cu2SnS3) I.1.1 Thnh phn, cu trỳc ca CSS (Cu2SnS3) H vt liu CSS (Cu Sn S) gm cỏc nguyờn t thuc nhúm I IV VI thu hỳt c nhiu... quang ca vt liu CSS (Cu2SnS3) Mng mng Cu2SnS3 c ch to vi mc ớch lm lp hp th cho pin mt tri, ú tớnh cht quang l mt yu t rt quan trng quyt nh n kh nng ng dng ca mng, cng nh cht lng ca pin mt tri Mt