Influência da temperatura de deposição nas propriedades de filmes de disseleneto de cobre e índio depositados por spray-pirólise

Abstract

RESUMOOs filmes Cu 0,6 In 0,4 Se 2 foram depositados em substrato de vidro pela técnica de spray-pirólise, para utilização como camada absorvedora de células fotovoltaicas. Foram adotados os seguintes parâmetros de deposição: temperatura de substrato entre 250 e 400ºC, fluxo da solução precursora de 1 mL/min e tempo de deposição de 30 min. As propriedades estruturais, elétricas, morfológicas e óticas dos filmes preparados foram analisadas em função da variação da temperatura de substrato. A análise por difração de raios X mostrou que os picos mais intensos são de orientação (204/220) e que os filmes possuem as fases de CuSe, CuSe 2 e CuInSe 2 . Para o processo de condução elétrica foi observada uma única energia de ativação com valor médio de 0,73 eV. A resistência de folha variou entre 0,277 a 0,576 MΩ/□. Os valores de resistividade elétrica apresentaram pequenas variações tendo um valor médio de 1,44 KΩm. As análises da morfologia dos filmes realizadas por microscopia confocal revelaram que de um modo geral as amostras apresentam-se sem trincas, sendo que as superfícies dos filmes com maior temperatura de deposição foram mais uniformes. A caracterização ótica foi realizada no intervalo de comprimento de onda de 350 a 1100 nm e os filmes apresentaram coeficiente de absorção na ordem de 10 3 cm -1 no comprimento de onda de 550 nm e gap ótico com valor médio de 1,5 eV. Palavras-chave:Spray-pirólise, camada absorvedora, disseleneto de cobre e índio. ABSTRACTThe Cu 0.6 In 0.4 Se 2 films were deposited on a glass substrate by the spray-pyrolysis technique, for use as a photovoltaic cell absorber layer. The following deposition parameters were adopted: substrate temperature between 250 and 400ºC, precursor solution flow of 1 mL/min and deposition time of 30 min. The structural, electrical, morphological and optical properties of the prepared films were analyzed as a function of substrate temperature variation. X-ray diffraction analysis showed that the most intense peaks are oriented (204/220) and that the films have CuSe, CuSe 2 and CuInSe 2 phases. . For the electric conduction process, a single activation energy with an average value of 0.73 eV was observed. Sheet resistance ranged from 0.277 to 0.576 MΩ/□. The values of electrical resistivity presented small variations having an average value of 1.44 KΩm. The analysis of the morphology of the films made by confocal microscopy revealed that in general the samples presented no cracks, and the surfaces of films with higher deposition temperature were more uniform. The optical characterization was performed in the wavelength range of 350 to 1100 nm and the films had an absorption coefficient in the order of 10 3 cm -1 at the wavelength of 550 nm and optical gap with an average value of 1.5 eV.