Name: improved heterojunction quality in cu2o-based solar cells through the optimization of atmospheric pressure spatial atomic layer deposited zn1-xmgxo
Uploaded: 2016-07-31T13:00:00
Duration: 8 min 14 s
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The authors acknowledge the support of the Cambridge Overseas and Commonwealth Trust, the Rutherford Foundation of New Zealand, Girton College Cambridge. This work has been funded by ERC Advanced Investigator Grant, Novox, ERC-2009-adG247276 and by the EPSRC (under RGS3717).

1. Cuprous ऑक्साइड Substrates की तैयारी <ol><li> तांबे पन्नी के ऑक्सीकरण <ol><li> 13 मिमी x 13 मिमी चौकों और स्वच्छ में एसीटोन में sonicating द्वारा 0.127 मिमी मोटी घन पन्नी कट। </li><li> 1,000 डिग्री सेल्सियस के लिए तांबे पन्नी गर्मी जबकि लगातार भट्ठी के माध्यम से गैस एर बह रही है। ऑक्सीकरण भर में एक गैस विश्लेषक के साथ भट्ठी में गैस परिवेश की निगरानी। जब 1,000 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक पहुँच जाता है, 10,000 पीपीएम ऑक्सीजन आंशिक दबाव प्राप्त करने और रखने कि कम से कम 2 घंटे के लिए करने के लिए एक प्रवाह दर पर भट्ठी के लिए ऑक्सीजन का परिचय। 2 घंटे के बाद, ऑक्सीजन बंद कर देते हैं, लेकिन गैस एर बह रखने। </li><li> 500 डिग्री सेल्सियस के लिए भट्ठी (Ar गैस बह रखने) शांत हो जाओ। भट्ठी से crucibles के लिए तेजी से वापसी द्वारा ऑक्सीकरण नमूने बुझाने। उन्हें तेजी से ठंडा करने के लिए विआयनीकृत पानी में डुबकी substrates। </li></ol></li><li> घन 2 ओ की नक़्क़ाशी <ol><li> बार-बार लगाने से substrates के एक तरफ खोदनापतला नाइट्रिक एसिड की एक बूंद (1: एच 2 हे और 70% HNO 3 में से 1 मिश्रण) सतह से किसी भी ताम्रयुक्त ऑक्साइड हटा दें। नक़्क़ाशी तक कोई ग्रे फिल्म घन 2 हे सतह पर दिखाई दे रहा है जारी रखें। चेतावनी: यह प्रक्रिया एक धूआं हुड में किया जाता है। </li><li> इसके तत्काल बाद नक़्क़ाशी, विआयनीकृत पानी में प्रत्येक सब्सट्रेट कुल्ला और isopropanol में sonicate। एक हवाई बंदूक के साथ सूखी। </li><li> जमा एक 1 ग्राम सोने की गोली एक प्रतिरोध बाष्पीकरण के अंदर एक टंगस्टन नाव में रखा वाष्पन द्वारा घन 2 हे substrates की नक्काशी पक्ष पर सोने की 80 एनएम। उपयोग आधार दबाव 8 x 10 -6 मिलीबार और 4 ए की वर्तमान 0.8 ए / सेकंड की वाष्पीकरण की दर तक पहुंचने के लिए। </li><li> सतह पर एसिड की एक बूंद को लागू करने से पतला नाइट्रिक एसिड में substrates के दूसरी ओर खोदना। यकीन एसिड दूसरी तरफ सुनहरा फिल्म खोदना नहीं करता है। कुल्ला और sonicate धारा 1.2.2 में वर्णित है। </li><li> एक काले रंग के साथ इन्सुलेट substrates कवर (उच्च तापमान E उपयोगNgine तामचीनी) एक पेंट ब्रश का उपयोग कर, सौर सेल के सक्रिय क्षेत्र के रूप में लगभग 0.1 सेमी 2 के एक बेपर्दा क्षेत्र को छोड़ कर। एक मार्कर पेन पूरी तरह से साथ पीछे की ओर सुनहरा इलेक्ट्रोड को कवर किया। </li></ol></li></ol> 2. जमा Zn 1 एक्स मिलीग्राम X हे का उपयोग AP-SALD रिएक्टर नोट:।। जमा Zn 1 एक्स मिलीग्राम X घन की बेपर्दा पक्ष 2 हे substrates 13 इस काम में, एक कस्टम बनाया AP-SALD रिएक्टर इस्तेमाल किया गया था, कोडक द्वारा विकसित मूल डिजाइन से अनुकूलित पर हे फिल्मों 11,12 विवरण रिएक्टर अनुकूलन के रेफरी में दिया जाता है। 12। <ol><li> सेट-अप AP-SALD प्रणाली इस प्रकार है: <ol><li> Zn अग्रदूत और बीआईएस (ethylcyclopentadienyl) मिलीग्राम अग्रदूत के रूप में मैग्नीशियम के रूप में diethylzinc (DEZ) का प्रयोग करें। ये तरल व्यापारियों प्रत्येक अपने अलग गिलास bubblers में निहित हैं। व्यापारियों pyrophoric कर रहे हैं और हवा या पानी के साथ संपर्क में कभी नहीं आना चाहिए। बयान प्रणाली गैस तंग है। </li><li> जिंक आक्साइड बयान के लिए 25 मिलीग्राम / मिनट, जो आरटी पर निहित है (20 डिग्री सेल्सियस) के लिए diethylzinc के माध्यम से नाइट्रोजन गैस की बुदबुदाती दर को समायोजित। जस्ता मैग्नीशियम आक्साइड बयान के लिए, 6 मिलीग्राम / बीआईएस (ethylcyclopentadienyl) मैग्नीशियम (जो 55 डिग्री सेल्सियस तक गरम किया जाता है) के माध्यम से मिनट और 200 मिलीग्राम / मिनट के लिए diethylzinc के माध्यम से बुदबुदाती दर की स्थापना करके प्रत्येक अग्रदूत के गैस अंश को समायोजित करने के लिए नियंत्रित करने के लिए Zn 1 एक्स मिलीग्राम X ओ में एमजी अनुपात करने के लिए Zn </li><li> 100 मिलीग्राम / मिनट के लिए धातु अग्रदूत मिश्रण के लिए नाइट्रोजन वाहक गैस के प्रवाह की दर निर्धारित करें। विआयनीकृत पानी है, जो ऑक्सीडेंट के रूप में कार्यरत है के माध्यम से 100 मिलीग्राम / मिनट पर बुलबुला नाइट्रोजन गैस। यह वाष्प नाइट्रोजन गैस वाहक 200 मिलीग्राम / मिनट पर बहने के साथ पतला है। </li><li> 500 मिलीग्राम / गैस कई गुना मिनट में नाइट्रोजन गैस का प्रवाह। AP-SALD गैस कई गुना में, यह नाइट्रोजन गैस के चार अलग-अलग चैनलों के लिए विभाजित है। प्रत्येक चैनल स्थानिक उन दोनों के बीच धातु अग्रदूत मिश्रण चैनल से दो ऑक्सीडेंट चैनलों को अलग करने के लिए कार्य करता है। </li></oएल&gt; </li><li> पानी घूम के माध्यम से 40 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गैस कई गुना रखें। (- 150 डिग्री सेल्सियस 50) वांछित तापमान के लिए मंच (चलती पट्ट) गर्मी। </li><li> वांछित नमूना से सिर दूरी, नमूना आकार, पट्ट गति (50 मिमी / सेकंड) और दोलनों की संख्या सॉफ्टवेयर पट्ट नियंत्रित करने के साथ (चक्र) सेट करें। ZnO जमा दर 1.1 एनएम / सेकंड है (या प्रति चक्र) और Zn 1 एक्स मिलीग्राम X हे जमा दर लगभग 0.54 एनएम / 150 डिग्री सेल्सियस पर सेकंड है। बयान के चक्र का एक विशिष्ट संख्या 200 है। </li><li> 400 दोलनों के लिए या जब तक एक स्पष्ट मोटी सजातीय फिल्म देखी जा सकती है, एक गिलास स्लाइड पर वांछित ऑक्साइड जमा। </li><li> एक गिलास मुखौटा पर सब्सट्रेट की जगह यदि आवश्यक हो, तो यह गैस कई गुना के तहत जगह है। सब्सट्रेट ऊपर 50 माइक्रोन के लिए सिर (गैस कई गुना) ऊंचाई समायोजित करें। </li><li> जमा Zn 1 एक्स मिलीग्राम X हे पहले मिलीग्राम अग्रदूत bubbler, तो Zn अग्रदूत bubbler के लिए वाल्व खोलने के द्वारा फिल्मों, तो movi शुरू&quot;बयान शुरू&quot; सॉफ्टवेयर में क्लिक करके गैस कई गुना के तहत पट्ट एनजी। केवल आदेश ऑक्सीडेंट, जबकि गर्म करने के लिए घन 2 हे सतह जोखिम से बचने के लिए धातु व्यापारियों के 5 दोलनों के साथ सब्सट्रेट स्कैनिंग के बाद एच 2 ओ bubbler खोलें। </li><li> जब जमाव समाप्त हो गया है, के रूप में जल्दी संभव के रूप में गर्म पट्ट से घन 2 हे substrates हटाने और धातु व्यापारियों की bubbler वाल्व बंद कर दें। एक ब्लेड के साथ कई गुना में गैस चैनलों साफ किसी भी जमा ऑक्साइड पाउडर हटा दें। 2.6 में वर्णित के रूप में अगले बयान चक्र शुरू। </li><li> जब समाप्त हो, नाइट्रोजन वाल्व बंद करने से पहले 30 मिनट के लिए प्रणाली शुद्ध करना। </li></ol> 3. आईटीओ की sputtering <ol><li> प्रत्यक्ष वर्तमान magnetron निम्न शर्तों पर 20 sputtering द्वारा इंडियम टिन ऑक्साइड (आईटीओ) के 175 एनएम धूम:। बिजली 20 डब्ल्यू, आधार दबाव &lt;10 -9 मिलीबार, Ar दबाव 2.5 Pa 35 एनएम के एक sputtering दर पर / मिनट, आईटी धूमएक 175 एनएम मोटी आईटीओ फिल्म के लिए 5 मिनट के लिए हे। जिसके परिणामस्वरूप इतो / जेडएनओ / घन 2 हे heterojunction 3 चित्र में दिखाया गया है। </li></ol> 4. उपकरणों की फिनिशिंग <ol><li> एसीटोन के साथ सोने के इलेक्ट्रोड से मार्कर पेन साफ ​​सुनहरा इलेक्ट्रोड को बेनकाब करने के लिए। </li><li> आईटीओ और Au इलेक्ट्रोड पर एजी पेस्ट के साथ 2 पतले तारों चिपके द्वारा बिजली के संपर्क लागू करें। </li></ol>

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The authors declare that they have no competing financial interests.

प्रोटोकॉल के भीतर महत्वपूर्ण कदम CuO सब्सट्रेट सतह ऑक्सीकरण के लिए घन 2 ओ द्वारा निर्धारित की गई हैं। ये पतला नाइट्रिक एसिड में substrates के नक़्क़ाशी ऑक्सीकरण के बाद के रूप में भी स्वर्ण इलेक्ट्रोड के वाष्पीकरण के बाद किसी भी CuO दूर करने के लिए, समय substrates Zn 1 एक्स मिलीग्राम X हे बयान से पहले खुली हवा में खर्च कम करने और अंत में, के बयान में शामिल Zn 1 एक्स मिलीग्राम X हे घन 2 पर हे AP-SALD द्वारा substrates। पारंपरिक ALD की तुलना में एपी SALD का लाभ यह है कि फिल्मों परिमाण उच्च के आदेश के दो में से एक है कि विकास दर के साथ एक निर्वात के बाहर विकसित किया जा सकता है। बहरहाल, यह संकेत मिलता है कि घन 2 हे substrates कम से कम सिर्फ बयान है, जो पर्याप्त है के लिए एक पतली परत CuO सतह पर फार्म करने से पहले ऊंचा तापमान पर हवा में oxidants को उजागर किया है। यह प्रतीत होता है कि कुछ ऑक्सीकरण के प्रति संवेदनशील मटेरिया के लिए AP-SALD विधि के आवेदन की सीमारास। हालांकि, इस तरह के तापमान और समय के रूप में एपी SALD शर्तों के अनुकूलन, साथ ही हवा और नमी के लिए घन 2 हे जोखिम को कम करके, ZnO / घन 2 हे उपकरणों के रूपांतरण दक्षता में छह गुना वृद्धि एपी SALD का उपयोग किया हासिल की थी । सुधार समझ है कि घन 2 हे CuO ऑक्सीकरण के लिए heterojunction सौर कोशिकाओं में एक सामग्री के रूप में तांबे ऑक्साइड और तदनुसार निर्माण प्रोटोकॉल को संशोधित करने की सीमित प्रमुख कारक है से आया है। आदेश में पूरी तरह से cuprous ऑक्साइड के ऑक्सीकरण से बचने के लिए, substrates एक आभ्यांतरिक वातावरण में या सब समय है, जो चुनौतीपूर्ण जब ऐसी एपी SALD के रूप में एक खुली हवा में बयान तकनीक को रोजगार हो सकता है निर्वात में रखा जाना चाहिए। घन 2 ओ के ऑक्सीकरण वैक्यूम आधारित तकनीक 3,18, बड़े पैमाने पर निर्माण के लिए टाला जाता है, यह महत्वपूर्ण है कि इस समस्या को वायुमंडलीय निर्माण प्रक्रिया में कम से कम हो सकता है। AP-SALD में, सब्सट्रेट सतह से अवगत कराया जा सकता हैएजेंटों को कम करने heterointerface के गठन से पहले, और एन-प्रकार ऑक्साइड के बयान के दौरान गठन गैस का उपयोग करके CuO की कमी के साथ घन 2 ओ के ऑक्सीकरण संतुलन द्वारा। 25 एजेंट को कम करने AP-SALD में इस्तेमाल किया जा सकता है एक कम करने के लिए गैस (जैसे, एन 2 + 5% एच 2 25), या एक कम करने के अग्रदूत बयान से पहले साथ चक्र की एक संख्या है, यानी, पानी से मुक्त चक्र, क्रम में CuO वापस करने के लिए कम करने के साथ एक निष्क्रिय गैस का मिश्रण घन 2 हे बस से पहले ZnO ऑक्साइड इसकी सतह पर विकसित करने के लिए शुरू होता है। इस काम में, एक मानक प्रोटोकॉल विकसित किया गया है कि CuO गठन के निर्माण कदम खुली हवा में एपी-SALD द्वारा पी.एन. जंक्शन गठन के लिए घन 2 हे प्रसंस्करण और नक़्क़ाशी से अनुकूलन के कम से कम किया गया है। इस काम की सफलता के सस्ते और स्केलेबल फोटोवोल्टिक उपकरणों में आवेदन के लिए एक आशाजनक विधि के रूप में एपी SALD की क्षमता को दर्शाता है। तकनीक तेजी से depos के लिए इस्तेमाल किया जा सकताएन और पी प्रकार semiconducting धातु आक्साइड की एक किस्म की ition के रूप में अच्छी तरह से अवरुद्ध, बफर और प्लास्टिक सहित गर्मी के प्रति संवेदनशील substrates पर सौर कोशिकाओं में बाधा परतें।

Cuprous ऑक्साइड (घन 2 ओ) एक पृथ्वी-प्रचुर मात्रा में गैर विषैले पी प्रकार अर्धचालक पदार्थ 1 है। 2 eV के एक बैंड के अंतर के साथ, cuprous ऑक्साइड heterojunction या मिलकर सौर कोशिकाओं में प्रकाश अवशोषक की भूमिका को पूरा कर सकते हैं। Heterojunction सौर कोशिकाओं में, घन 2 हे ऐसे ZnO 2 और उसके डाल दिया गया रूपों 3,4, गा के रूप में 2 ओ 3 5,6 एक किस्म एन-प्रकार बड़े अंतर बैंड अर्धचालकों और 2 Tio 7 के साथ जोड़ा जा करने के लिए (एक अधिक के लिए जाना जाता है घन 2 हे photovoltaics पर विस्तृत अवलोकन देख रेफरी। 8)। घन 2 हे आधारित heterojunction सौर कोशिकाओं के विकास चित्रा 1, जहां heterojunction synthesizing की विधि प्रत्येक डेटा बिंदु के बगल में संकेत दिया है में प्रस्तुत किया है। एक नोट कर सकते हैं जैसे कि स्पंदित लेजर बयान (PLD) या परमाणु परत बयान (ALD) उच्च शक्ति रूपांतरण क्षमता के लिए अनुमति के रूप में है कि वैक्यूम आधारित विधियों (6.1% 9 तक) प्राप्त किया जा सके। सह मेंntrast, इस तरह के विद्युत बयान (ईसीडी) के रूप में गैर वैक्यूम संश्लेषण तरीकों के लिए क्षमता कम बनी हुई है। हालांकि, कम लागत photovoltaics के लिए यह एक वैक्यूम बाहर heterojunction के संश्लेषण के लिए बेहतर है। एक वैक्यूम मुक्त, heterojunction गठन की स्केलेबल तकनीक के लिए एक अधिक उपयुक्त विकल्प है, यह चुनौती बनी हुई है इस तरह के तरीकों से उच्च गुणवत्ता की एक इंटरफेस का उत्पादन। घन 2 के लिए इस काम में हम एक खुली हवा का उपयोग, स्केलेबल पतली फिल्म बयान प्रक्रिया वायुमंडलीय दबाव स्थानिक परमाणु परत बयान (एपी SALD) नामक विकसित करने के लिए एन-प्रकार आक्साइड हे आधारित सौर कोशिकाओं। पारंपरिक ALD खत्म AP-SALD की उन्नति है कि पूर्व में, व्यापारियों अंतरिक्ष में करने के बजाय समय 10 में अलग हो रहे हैं। बयान प्रक्रिया के दौरान, एक सब्सट्रेट के आगे और पीछे एक गैस कई गुना के रूप में चित्रा 2 में दिखाया गया है जो अग्रदूत गैस, अक्रिय गैस चैनलों द्वारा अलग चैनल शामिल हैं के तहत एक गर्म पट्ट पर झूल रहे हैं। Precurs ले जाने नाइट्रोजन गैसओआरएस laterally चलती पट्ट ओर नीचे गैस कई गुना के माध्यम से खड़ी बहती है। पट्ट के दोलनों के कारण, सब्सट्रेट पर प्रत्येक बिंदु क्रमिक रूप से ऑक्सीडेंट और धातु व्यापारियों के लिए, के रूप में चित्रा 2 में सचित्र संपर्क में है। यह परत दर परत विकसित करने के लिए धातु ऑक्साइड फिल्म की अनुमति देता है। AP-SALD रिएक्टर डिजाइन और ऑपरेशन का एक विस्तृत विवरण कहीं और पाया जा सकता है। 11,12 यह दृष्टिकोण बयान परिमाण के एक से दो आदेशों को घटित करने के लिए तेजी से पारंपरिक ALD और बाहर निर्वात, जो रोल करने वाली रोल प्रसंस्करण के साथ संगत है से की अनुमति देता है । उच्च गुणवत्ता conformal ऑक्साइड AP-SALD द्वारा निर्मित फिल्मों प्लास्टिक सहित substrates की एक किस्म है, जो एपी SALD फिल्मों में सक्षम बनाता है जैसे सौर कोशिकाओं के रूप में 13 कम लागत वाली कार्यात्मक उपकरणों के लिए लागू किया जा करने के लिए पर (&lt;150 डिग्री सेल्सियस) कम तापमान पर जमा किया जा सकता प्रकाश उत्सर्जक डायोड 14 और पतली फिल्म ट्रांजिस्टर 15। कस्टम मेड AP-SALD गैस कई गुनाइस काम में इस्तेमाल यंत्रवत् सब्सट्रेट पट्ट पर रखा पर बनाए रखा गया था। इस गैस के प्रवाह की दर के सब्सट्रेट-कई गुना रिक्ति स्वतंत्र के नियंत्रण की अनुमति दी। 50 माइक्रोन की एक बड़ी रिक्ति इस्तेमाल किया गया था, जो धातु अग्रदूत और गैस चरण में ऑक्सीडेंट के बीच intermixing में हुई। इसलिए, एपी SALD रिएक्टर रासायनिक वाष्प जमाव (सीवीडी) मोड में संचालित किया गया था। इस ALD मोड में काम करने से ज्यादा लाभप्रद हो पाया था क्योंकि फिल्मों उच्च मोटाई एकरूपता के साथ एक उच्च दर पर बड़े हो रहे थे, लेकिन अभी भी और जब ALD फिल्मों के रूप में एक ही तापमान पर जमा क्रिस्टलीय थे। 12 के साथ साथ, हम अभी भी रूप में रिएक्टर के लिए देखें एक एपी-SALD रिएक्टर क्योंकि यह अन्य एपी SALD रिएक्टरों के रूप में ही मौलिक डिजाइन सिद्धांतों है। 11 हम विशेष रूप से जिंक ऑक्साइड और जिंक ऑक्साइड मैग्नीशियम में, हमारे सौर कोशिकाओं के लिए एन-प्रकार परत जमा करने के लिए हमारे रिएक्टर में इस्तेमाल किया (Zn 1 एक्स मिलीग्राम X हे 16,17)। मिलीग्राम int शामिलओ ZnO चालन बैंड परिचित होने की अनुमति देता है, जो बैंड-पूंछ thermalization 13 और इंटरफेसियल पुनर्संयोजन की वजह से नुकसान को कम करने के लिए महत्वपूर्ण है। 18,19 यहाँ हम कैसे thermally ऑक्सीकरण cuprous ऑक्साइड substrates और इसलिए बेहतर सौर सेल प्रदर्शन बेहतर इंटरफ़ेस गुणवत्ता के लिए अनुमति पर जिंक आक्साइड और जस्ता मैग्नीशियम ऑक्साइड फिल्मों जमा प्राप्त किया जा करने के लिए शर्तों ट्यूनिंग दिखा। घन 2 हे सतह पर ताम्रयुक्त ऑक्साइड (CuO) का एक अत्यधिक गठन की वजह से heterojunction इंटरफेस में पुनर्संयोजन: यह सुधार घन 2 हे आधारित सौर कोशिकाओं में सीमित प्रमुख कारक की पहचान के माध्यम से संभव बनाया गया था।

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="942">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:320px;">Copper foil</td>
			<td style="width:336px;">AVOCADO RESEARCH CHEMICALS LTD T/A ALFA AESAR</td>
			<td align="right" style="width:119px;">13380</td>
			<td style="width:167px;">0.127 mm thick, annealed, 99.9% (metals basis), annealed</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Rapidox Oxygen analyzer</td>
			<td style="width:336px;">Rapidox</td>
			<td>&#160;Model 2100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Alumina boat</td>
			<td style="width:336px;">ALMATH CRUCIBLES LTD</td>
			<td align="right" style="width:119px;">6121203</td>
			<td>Dimensions 20 mm x 50 mm x 5 mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">GOLD PELLETS</td>
			<td style="width:336px;">KJLC</td>
			<td style="width:119px;">EVMAUXX40G</td>
			<td>99.99% PURE 1/8&#34; X 1/8&#34;, SOLD BY THE GRAM</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Diethylzinc</td>
			<td style="width:336px;">ALDRICH</td>
			<td style="width:119px;">256781&#160;</td>
			<td style="width:167px;">&#8805;52 wt. % Zn basis</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">Bis(ethylcyclopentadienyl)magnesium</td>
			<td style="width:336px;">Strem Chemicals UK</td>
			<td style="width:119px;">12-0510</td>
			<td>5g</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">ITO target</td>
			<td style="width:336px;">GoodFellow Cambridge Limited</td>
			<td style="width:119px;">LS 427438</td>
			<td>Indium Oxide/Tin Oxide target (In2O3 90 / SnO2 10), Condition : Hot-pressed, Thickness : 2.0mm +/-0.5mm, Size : 35.5mm x 55.5mm +/-0.5mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">VHT engine enamel paint</td>
			<td style="width:336px;">Halfords</td>
			<td align="right" style="width:119px;">325019</td>
			<td>very high temperature engine enamel black paint</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:320px;">Nitric acid HNO3, ACS reagent 70%&#160;</td>
			<td style="width:336px;">Sigma-Aldrich Co Ltd</td>
			<td style="width:119px;">438073-2.5L</td>
			<td>Harmful, irritant</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">2 % Oxygen/Argon 200 bar</td>
			<td style="width:336px;">BOC Limited</td>
			<td style="width:119px;">225757-L</td>
			<td>gas mixture for Cu foil oxidation, to be diluted with Ar</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

improved heterojunction quality in cu2o-based solar cells through the optimization of atmospheric pressure spatial atomic layer deposited zn1-xmgxo

Atmospheric pressure spatial atomic layer deposition (AP-SALD) was used to deposit n-type ZnO and Zn1-xMgxO thin films onto p-type thermally oxidized Cu2O substrates outside vacuum at low temperature. The performance of photovoltaic devices featuring atmospherically fabricated ZnO/Cu2O heterojunction was dependent on the conditions of AP-SALD film deposition, namely, the substrate temperature and deposition time, as well as on the Cu2O substrate exposure to oxidizing agents prior to and during the ZnO deposition. Superficial Cu2O to CuO oxidation was identified as a limiting factor to heterojunction quality due to recombination at the ZnO/Cu2O interface. Optimization of AP-SALD conditions as well as keeping Cu2O away from air and moisture in order to minimize Cu2O surface oxidation led to improved device performance. A three-fold increase in the open-circuit voltage (up to 0.65 V) and a two-fold increase in the short-circuit current density produced solar cells with a record 2.2% power conversion efficiency (PCE). This PCE is the highest reported for a Zn1-xMgxO/Cu2O heterojunction formed outside vacuum, which highlights atmospheric pressure spatial ALD as a promising technique for inexpensive and scalable fabrication of Cu2O-based photovoltaics.

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Improved Heterojunction Quality in Cu2O-based Solar Cells Through the Optimization of Atmospheric Pressure Spatial Atomic Layer Deposited Zn1-xMgxO

यहाँ हम synthesizing के लिए एक प्रोटोकॉल प्रस्तुत Zn 1 एक्स मिलीग्राम X हे / घन cuprous ऑक्साइड पर Zn 1 एक्स मिलीग्राम X हे की वायुमंडलीय दबाव स्थानिक परमाणु परत बयान (एपी SALD) के माध्यम से कम तापमान पर खुली हवा में 2 हे heterojunctions। ऐसी उच्च गुणवत्ता conformal धातु आक्साइड इस सस्ते और स्केलेबल विधि द्वारा प्लास्टिक सहित substrates की एक किस्म पर उगाया जा सकता है।

घन में सुधार Heterojunction गुणवत्ता<sub&gt; 2</sub&gt; हे आधारित वायुमंडलीय दबाव स्थानिक परमाणु परत के अनुकूलन जमा के माध्यम से सौर कोशिकाओं<br /&gt; Zn<sub&gt; 1-x</sub&gt; मिलीग्राम<sub&gt; एक्स</sub&gt; हे

Atmospheric pressure spatial atomic layer deposition (AP-SALD) was used to deposit n-type ZnO and Zn1-xMgxO thin films onto p-type thermally oxidized Cu2O ...

Research

JoVE Journal

Chemistry

Improved Heterojunction Quality in Cu2O-based Solar Cells Through the Optimization of Atmospheric Pressure Spatial Atomic Layer Deposited Zn1-xMgxO

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