Some Physical Properties of CdS:Sn Films Obtained by Ultrasonic Spray Pyrolysis Technique

Abstract

The most used semiconductor window material in heterojunction solar cells is undoped and doped CdS. In this work, Cd₁₋ᵪSnᵪS (0≤x≤0.4) films were deposited by ultrasonic spray pyrolysis technique at a substrate temperature of 300±5 °C and the effect of Sn incorporation on the film properties is presented. It was determined that the resistivity values of the produced films are between 3.62x10²-1.76x10⁷ Ω cm in dark and air and the high resistivity of CdS films decreased by Sn doping. The investigations on the electrical properties also showed that CdS and Cd₀.₈Sn₀.₂S films have a trapped structure. The forbidden energy gaps were found as 2.43-2,44 eV by using the optical method. The transmittance value of CdS film increased when doped with Sn (x=0.2). The surface morphologies of the films were investigated by Metallurgical Optical Microscope and it was determined that the most homogeneous surface was seen in Cd₀.₈Sn₀.₂S films. Sn doped CdS films can be used as window materials like CdS films in photovoltaic solar cells.

Heteroeklem güneş pillerinde yaygın olarak kullanılan yarıiletken pencere materyali katkısız ve katkılı CdS’ dür. Bu çalışmada, Cd₁₋ᵪSnᵪS (0≤x≤0.4) filmleri 300±5 °C taban sıcaklığında ultrasonik kimyasal püskürtme tekniği ile çöktürülmüştür ve film özellikleri üzerine Sn katkısının etkisi verilmiştir. Üretilen filmlerin özdirenç değerlerinin karanlıkta ve havada 3.62x10²-1.76x10⁷ Ω cm arasında olduğu ve CdS filmlerinin yüksek özdirencinin Sn katkılanarak azaldığı belirlenmiştir. Elektriksel özellikler üzerindeki incelemeler aynı zamanda CdS ve Cd₀.₈Sn₀.₂S filmlerinin tuzaklı bir yapıya sahip olduklarını göstermiştir. Yasak enerji aralıkları optik metot kullanılarak 2,432,44 eV olarak bulunmuştur. CdS filminin geçirgenlik değeri Sn ile katkılandığında (x=0.2) artmıştır. Filmlerin yüzey morfolojileri Metaluıjik Optik Mikroskop ile incelenmiş ve en homojen yüzeyin Cd₀.₈Sn₀.₂S filmlerinde görüldüğü belirlenmiştir. Sn katkılı CdS filmleri fotovoltaik güneş pillerinde CdS filmleri gibi pencere materyali olarak kullanılabilir.