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J-GLOBAL ID：201202219460756196   整理番号：12A1405378

太陽電池応用のために化学スプレー熱分解法によって合成したZnO_1-xS_x薄膜の構造および光学バンドギャップ

Structure and optical band gap of ZnO_1-xS_x thin films synthesized by chemical spray pyrolysis for application in solar cells

著者 (2件)： THANKALEKSHMI Ratheesh R. (Electrical and Computer Engineering Dep., Center for Autonomous Solar Power (CASP), Binghamton Univ., State Univ. of ...) ,  RASTOGI A. C. (Electrical and Computer Engineering Dep., Center for Autonomous Solar Power (CASP), Binghamton Univ., State Univ. of ...)
資料名： Journal of Applied Physics  (Journal of Applied Physics)
巻： 112  号： 6  ページ： 063708-063708-10  発行年： 2012年09月15日 
JST資料番号： C0266A  ISSN： 0021-8979  CODEN： JAPIAU  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 相分離がなく,硫黄組成が0.05≦x≦0.9の高結晶質c軸配向および一様なZnO_1-xS_x薄膜を液体前駆体のスプレー熱分解によって堆積した。ZnO前駆体分解の遅い運動と,0.05≦x≦0.9の幅広いS組成範囲にわたって一様なZnO_1-xS_x相の形成を可能にするS前駆体分解物の結合したその特別な副生成物を予測する膜成長のメカニズムを提案する。膜形成を≦300°Cまでの基板温度と~3ml/minのスプレー速度を制御することによって実現する。ZnO_1-xS_x膜は第一にO^2-格子位置でのS^2-置換によって形成する。このことはZn 2p,S 2pおよびO 1sのX線光電子分光法ピークの詳細解析によって確認できる。ZnO_1-xS_x膜ではS含有量の増加によって,構造変換が起きることを観察できる。例えば,x<0.3のOリッチ相ではZnO_1-xS_x膜はZnOウルツ鉱結晶構造であり,そしてx≧0.44の硫黄リッチ相では,ZnO_1-xS_x膜はβ-ZnS構造である。構造遷移状態である分岐点x=0.3では両方の構造相に対応する回折ピークを観察できる。0.05≦x<0.52でのバンドギャップ遷移エネルギー位置での光透過スペクトルは赤方側にシフトし,そして0.52≦x<0.9の範囲でS含有量がさらに増加すると青色側にシフトする。ZnO_1-xS_x膜の光学バンドギャップはS組成範囲0.05<x<0.9の範囲全体で強いバンドギャップ曲りを示す。S含有量の増加によるバンドギャップ調整は単一曲りパラメータを使用すると一致する。2.5eVの曲りパラメータは0.05≦x<0.52に対してより一致する。バンドギャップに及ぼす過剰S含有量の添加に起因した歪エネルギーの付加的な効果を説明することにより,バンドギャップにおける観察した変動に対して,0.52≦x<0.9での組成範囲で曲りパラメータがより一致することを説明する。S含有量による電気抵抗率変化はZnO_1-xS_x膜のO^2-位置でのS^2-置換による補償効果と一致する。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *太陽電池 ,  *硫黄 ,  *酸化亜鉛 ,  *光学ギャップ ,  格子 ,  置換 ,  X線光電子スペクトル ,  ピーク値 ,  ウルツ鉱型結晶 ,  硫化亜鉛 ,  歪エネルギー ,  補償効果 ,  *熱分解 ,  薄膜成長 ,  電気抵抗率 ,  半導体薄膜
準シソーラス用語： 薄膜太陽電池 ,  *スプレー熱分解

分類 (3件)： 太陽電池  (NC03084O) ,  酸化物薄膜  (BK14050P) ,  半導体結晶の電子構造  (BM02060N)

タイトルに関連する用語 (6件)： 太陽電池 ,  応用 ,  化学 ,  スプレー熱分解 ,  薄膜 ,  光学バンドギャップ