Alterações microestruturais e físicas em filmes de CdS submetidos a tratamento térmico em presença de CdCl2

Abstract

RESUMOO objetivo deste trabalho é descrever alterações microestruturais e físicas em filmes finos de sulfeto de cádmio (CdS), decorrentes de um tratamento térmico conduzido em presença de cloreto de cádmio (CdCl 2 ). Para isso, um filme de CdCl 2 foi depositado sobre a superfície dos filmes de CdS antes do tratamento. A deposição do filme de CdCl 2 e o tratamento térmico foram realizados em um sistema de sublimação em espaço reduzido (CSS). Observou-se que o tratamento conduzido em temperaturas acima de 400 o C favorece a cristalização dos filmes de CdS. Mudanças na energia de banda proibida dos filmes tratados foram observadas, as quais foram atribuídas a modificações na estrutura cristalina das amostras.Palavras chaves: células solares, CdS, tratamento térmico, CdCl 2 . Microstructural and physical variations in CdS films submitted to heat treatment in the presence of CdCl 2 ABSTRACTThis work describes microstructural and physical changes in cadmium sulfide (CdS) thin films, resulting from a heat treatment carried out in the presence of CdCl 2 . This was accomplished by depositing a CdCl 2 film on the surface of CdS films, prior to the treatment. The deposition of CdCl 2 and the heat treatment were carried out inside a close spaced sublimation system (CSS). The results showed that temperatures above 400 o C promote crystallization of CdS films. Variations in the bandgap energy were also observed, which were ascribed to the phase transformations that occurred in the films.Keywords: solar cells, CdS, heat treatment, CdCl 2 INTRODUÇÃOFilmes finos de CdS são comumente utilizados como camada de janela de células solares de telureto de cádmio (CdTe) e seleneto de cobre-índio-gálio (CIGS) devido ao seu alto valor de banda de energia direta (2,42 eV) [1]. Diversos estudos relatam que o desempenho da célula solar de CdS/CdTe é fortemente dependente da cristalinidade e da espessura da camada de CdS [2]. Desta forma, diversos procedimentos têm sido empregados durante ou após a deposição da camada de CdS com o objetivo de aumentar a eficiência das células produzidas. Um destes processos se refere a um tratamento térmico pós-deposição em presença de cloreto de cádmio (CdCl 2 ). Este tratamento foi originalmente adotado no processo de fabricação da camada de CdTe, sendo considerado uma etapa fundamental para o aumento da eficiência das células solares [3]. Mais recentemente, a literatura tem sugerido que a camada de CdS também seja submetida ao tratamento com CdCl 2 [4]. No entanto, os efeitos deste tratamento nesta camada não são tão bem compreendidos como na camada de CdTe. O tratamento térmico com CdCl 2 tem sido realizado basicamente de 3 formas: via úmida, via vapor e via depósito de um filme de CdCl 2 sobre o CdS. Este último consiste em depositar um filme de CdCl 2 sobre o CdS e submeter o conjunto CdS/CdCl 2 a um recozimento, para promover a difusão do CdCl 2 para o CdS [5]. A deposição do CdCl 2 pode ser feita através de várias técnicas. Entretanto, a literatura explora bastante a técnica de sublimação em espaço re...