Zeitschrift für Grundlagen erneuerbarer Energien und Anwendungen
Offener Zugang

Abstrakt

Charakterisierung von mit Aluminium dotierten Zinkoxid-(Azo)-Dünnschichten, hergestellt durch reaktive thermische Verdampfung für Solarzellenanwendungen

Mugwang'a FK, Karimi PK, Njoroge WK und Omayio O

Mit Aluminium dotierte dünne Filme aus Zinkoxid (AZO) wurden unter Verwendung einer reaktiven thermischen Verdampfungstechnik unter Verwendung eines Edward Auto 306 Magnetron-Sputtersystems abgeschieden. Die Daten zur Durchlässigkeit und Reflexion im Bereich von 300 nm bis 2500 nm wurden unter Verwendung eines UV-VIS-NIR-Spektralphotometers Solid State 3700 DUV für alle hergestellten dünnen Filmproben erhalten. Es wurden Durchlässigkeitswerte von über 70 % beobachtet. Die optischen Messungen wurden unter Verwendung der SCOUT 98-Software simuliert, um die optischen Konstanten und den optischen Bandabstand des dünnen Films zu bestimmen. Die optischen Eigenschaften dieser Filme wurden durch unterschiedliche Prozentsätze der Aluminiumdotierung variiert. Es wurde beobachtet, dass die Durchlässigkeit im sichtbaren Bereich abnahm, wenn die Aluminiumkonzentration zunahm. Dies ist auf die Kopplung freier Ladungsträger an das elektrische Feld zurückzuführen, wodurch die Reflexion zunimmt. Der optische Bandabstand für verschiedene Proben von mit Aluminium dotierten dünnen Filmen zeigt einen direkten zulässigen Übergang und eine Verschiebung der optischen Absorptionskante, wenn die Aluminiumkonzentration zunimmt. Diese Ergebnisse zeigen Werte für den Bandabstand im Bereich zwischen 3,2 eV und 3,5 eV. Zwischen 0 % und 3 % verringert sich die optische Bandlücke. Darauf folgt eine Vergrößerung der Bandlücke durch Dotierung zwischen 4 % und 6 %. Die Urbach-Energie nimmt mit zunehmender Bandlücke allmählich zu. Die Bandlücke verringert sich aufgrund der Bildung lokalisierter Zustände in der Nähe des Leitungsbandes, was der Zunahme der Urbach-Energie entspricht.