Cu<sub>2</sub>SnS<sub>3</sub>thin-film solar cells fabricated by sulfurization from NaF/Cu/Sn stacked precursor

Nakashima, Mitsuki; Fujimoto, Junya; Yamaguchi, Toshiyuki; Izaki, Masanobu

doi:10.7567/apex.8.042303

Cited by 156 publications

(113 citation statements)

References 28 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Advantageously, it has fewer possibilities for secondary phases, defect complexes [6], and avoids the structural disorder arising with Cu/Zn exchange [7]. Solar cells made from CTS have reached an efficiency up to 4.6% synthesized from a NaF/Cu/Sn stacked precursor [8]. This is still far from the best CZTS efficiency of 12.6% [9] and several reasons are proposed for this deviation.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Silver-Doped Cu₂SnS₃Absorber Layers for Solar Cells Application

Wild

Babbe

Robert

et al. 2018

IEEE J. Photovoltaics

View full text Add to dashboard Cite

Abstract-The p-type semiconductor Cu 2 SnS 3 is alloyed with Ag to investigate its effect on absorber layer and solar cell properties. Ag replaces the Cu in (Cu 1-x Ag x ) 2 SnS 3 (ACTS) up to x ࣘ 6% at 550°C. Above this percentage, Ag forms secondary phases. We find a significant increase in grain size, from hundreds of nanometers to several microns, and increased photoluminescence yield with increasing Ag concentration. Low-temperature photoluminescence measurements show that compensation is increased for the ACTS absorber layers, which could be beneficial for CTS, but also that the electrostatic band gap fluctuations are increased. The external quantum efficiency of the solar cells made from ACTS shows an increased carrier collection length from 320 nm for CTS to 700 nm and a thicker buffer layer. We attribute the increase in collection length to both increased depletion width (increased compensation) and diffusion length (

show abstract

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Silver-Doped Cu₂SnS₃Absorber Layers for Solar Cells Application

Wild

Babbe

Robert

et al. 2018

IEEE J. Photovoltaics

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…В плен-ках Cu 2 SnS 3 , изготавливаемых методом сульфуризаци-ей слоев металлов и используемых для солнечных элементов с наилучшим (на основе CTS) коэффи-циентом полезного действия (η ∼ 4.63%), наблюдает-ся соотношение Cu/Sn ∼ 1.41−1.88 [6]. В получен-ных из золь-гель-раствора на основе ДМСО плен-ках Cu 2 SnS 3 количество серы отвечает соотношению S/(Cu + Sn) ∼ 1.5, что хорошо согласуется со значени-ями для эффективных фотопреобразователей на основе CTS (S(Cu + Sn) = 1.37−1.93 [6]). …”

Section: результаты и их обсуждениеunclassified

“…По известным из рентгеноструктурных исследований средним размерам кристаллитов L ≈ 41−44 nm пленок CTS с учетом эффективной массы дырок m h = 0.2m 0 [7] из соотношений (6) …”

Section: результаты и их обсуждениеunclassified

“…При использовании для создания солнечных элементов полупроводников со структурой кестерита, к которым принадлежит CTS, наибольший успех достигнут в создании гетерострук-тур на основе Cu 2 ZnSnS 4 с коэффициентом полезного действия η = 12.6% [4]. Прогресс эффективности фо-топреобразователей на основе CTS менее значителен (достигнута величина η ∼ 4.29−4.63% [5,6]) и требует интенсификации исследований.…”

Section: Introductionunclassified

See 1 more Smart Citation

Структурные, оптические и электрические свойства тонких пленок Cu-=SUB=-2-=/SUB=-SnS-=SUB=-3-=/SUB=-, полученных золь-гель-методом

Orletskii¹,

Солован²,

Pinna

et al. 2017

Физика Твердого Тела

View full text Add to dashboard Cite

Представлен комплексный анализ структурных, оптических и электрических свойств тонких пленок Cu 2 SnS 3 p-типа электропроводности, полученных путем нанесения на подложки золь-гель-раствора на основе диметилсульфоксида методом центрифугирования с последующей термообработкой сформированных слоев. Проанализированы режимы формирования пленок с использованием низкотемпературной кратко-временной обработки в открытой атмосфере и конечного отжига в низком вакууме (0.1 Pa). С помощью рентгеновского фазового анализа определены размеры кристаллитов D ∼ 42 nm в поликристаллических пленках. Подтвержден их состав на основе спектров комбинационного рассеяния и данных энергодиспер-сионного рентгеновского анализа. В результате исследований пропускания и поглощения света определена оптическая ширина запрещенной зоны для прямых разрешенных (E ВведениеТройное полупроводниковое соединение Cu 2 SnS 3 (CTS) вызывает интерес в первую очередь в каче-стве материала для фотоактивного поглощающего слоя солнечных элементов. Ширина запрещенной зоны экс-периментально получаемых тонких пленок CTS, отве-чающая прямым оптическим переходам, расположена в приемлемом для фотопреобразователей диапазоне: [11,12]. Среди невакуумных методов, которые открывают пер-спективы изготовления недорогих солнечных элементов, создание тонких пленок CTS с использованием золь-гель-растворов позволяет получить образцы с наиболее стабильными и воспроизводимыми электрофизически-ми и оптическими свойствами. Для тонкопленочных фотопреобразователей с фотоактивным слоем CTS, из-готовленным с использованием золь-гель-технологии, достигнуто значение эффективности η = 2.1% [10]. Золь-гель-метод включает в себя процессы изготовления золь-гель-раствора, его нанесение на подложки и тер-мообработку полученных слоев. Состав, качество и свойства золь-гель-раствора оказывают определяющее влияние на свойства получаемых пленок Cu 2 SnS 3 . Для его изготовления используются соли меди, олова и тиомочевина (NH 2 ) 2 CS, которые растворяются преиму-щественно в 2-метоксиэтаноле [8], метаноле [9] или ди-этаноламине [13]. Несмотря на успешное создание сол-нечных элементов (η = 8%), на кестеритах Cu 2 ZnSnS 4 из золь-гель-растворов на основе диметилсульфоксида (ДМСО) [14], в литературе отсутствуют данные о применении ДМСО для изготовления пленок Cu 2 SnS 3 . К преимуществам растворителя ДМСО в золь-гель-технологии относятся высокая растворимость солей ме-таллов, низкая вязкость золь-гель-растворов, стабиль-ность свойств при комнатных температурах, а также нетоксичность в сравнении с 2-метоксиэтанолом и мета-783

show abstract

“…Among the Cu-Sn-S compounds, Cu 2 SnS 3 (CTS) has been suggested as potential solar cell absorber because it has an absorption coefficient comparable to CZTS and a band gap of 0.9-1.35 eV depending on the crystal structure [4][5][6]. The highest efficiency of CTS solar cells of 4.65 % was achieved by thermal evaporation [7]. CTS thin films have also, more recently, been fabricated by pulsed laser deposition (PLD) [8].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 97%

Formation of copper tin sulfide films by pulsed laser deposition at 248 and 355 nm

et al. 2016

View full text Add to dashboard Cite

The influence of the laser wavelength on the deposition of copper tin sulfide (CTS) and SnS-rich CTS with a 248-nm KrF excimer laser (pulse length τ=20 ns) and a 355-nm frequency-tripled Nd:YAG laser (τ=6 ns) was investigated. A comparative study of the two UV wavelengths shows that the film growth rate per pulse of CTS was three to four times lower with the 248 nm laser than the 355 nm laser. SnSrich CTS is more efficiently ablated than pure CTS. Films deposited at high fluence have sub-micron and micrometer size droplets, and their size and area density do not vary significantly from 248 to 355 nm deposition. Irradiation at low fluence resulted in a non-stoichiometric material transfer with significant Cu-deficiency in the as-deposited films. We discuss the transition from a non-stoichiometric material transfer at low fluence to a nearly stoichiometric ablation at high fluence based on a transition from a dominant evaporation regime to an ablation regime.

show abstract

Cu₂SnS₃thin-film solar cells fabricated by sulfurization from NaF/Cu/Sn stacked precursor

Cited by 156 publications

References 28 publications

Silver-Doped Cu₂SnS₃Absorber Layers for Solar Cells Application

Silver-Doped Cu₂SnS₃Absorber Layers for Solar Cells Application

Структурные, оптические и электрические свойства тонких пленок Cu-=SUB=-2-=/SUB=-SnS-=SUB=-3-=/SUB=-, полученных золь-гель-методом

Formation of copper tin sulfide films by pulsed laser deposition at 248 and 355 nm

Contact Info

Product

Resources

About

Cu2SnS3thin-film solar cells fabricated by sulfurization from NaF/Cu/Sn stacked precursor

Cited by 156 publications

References 28 publications

Silver-Doped Cu2SnS3Absorber Layers for Solar Cells Application

Silver-Doped Cu2SnS3Absorber Layers for Solar Cells Application

Структурные, оптические и электрические свойства тонких пленок Cu-=SUB=-2-=/SUB=-SnS-=SUB=-3-=/SUB=-, полученных золь-гель-методом

Formation of copper tin sulfide films by pulsed laser deposition at 248 and 355 nm

Contact Info

Product

Resources

About

Cu₂SnS₃thin-film solar cells fabricated by sulfurization from NaF/Cu/Sn stacked precursor

Silver-Doped Cu₂SnS₃Absorber Layers for Solar Cells Application

Silver-Doped Cu₂SnS₃Absorber Layers for Solar Cells Application