Preparation and study of structural, morphological, and optical properties of zinc sulfide thin films for photovoltaic application
Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
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| Title |
Preparation and study of structural, morphological, and optical properties of zinc sulfide thin films for photovoltaic application
Preparación y estudio de propiedades estructurales, morfológicas y ópticas de películas delgadas de sulfuro de zinc para aplicación fotovoltaica |
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| Creator |
Vargas-Rueda, Johan Andrés
García, Verónica Andrea Botero, Mónica Calderón, Clara Lilia |
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| Subject |
Sol-gel
Spin-coating Thin films ZnS Sol-gel Recubrimiento por centrifugación Películas delgadas ZnS |
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| Description |
Currently, global research is being carried out to develop new materials with suitable properties for manufacturing photovoltaic devices to obtain energy from renewable sources and replace conventional ones. For environmental reasons, the materials should be non-polluting and abundant, and zinc sulfide (ZnS) meets these requirements. In this context, we synthesized ZnS thin films using the sol-gel method aiming at evaluating the effect of some zinc and sulfur precursors, complexing agents, and thermal treatment on ZnS obtention. The resulting solids were treated in an oxidizing atmosphere and characterized by X-ray diffraction (XRD) to establish the most suitable reaction protocol for ZnS preparation. Based on these results we were able to deposit ZnS coatings on glass-quartz substrates using the spin-coating technique. The films were also subjected to heat treatment based on gaseous nitrogen and elemental sulfur. ZnS coatings were characterized through XRD, scanning electron microscopy (SEM), X-Ray dispersive spectroscopy (EDS), and UV-Vis spectroscopy. Our results showed that the films deposited had suitable properties to be used as a buffer layer in solar cells.
Actualmente se realizan investigaciones a nivel mundial para desarrollar nuevos materiales con propiedades adecuadas para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos, con el fin de obtener energía de fuentes renovables y reemplazar las convencionales. Por motivos ambientales los materiales deben ser abundantes y no ser contaminantes, requisitos que el sulfuro de zinc (ZnS) cumple. En este estudio se sintetizaron películas delgadas de ZnS por el método sol-gel para evaluar el efecto de algunos precursores de zinc y azufre, de los agentes complejantes, así como del tratamiento térmico a 500 °C en la obtención del ZnS. os sólidos obtenidos y tratados en atmósfera oxidante se caracterizaron mediante difracción de rayos-X (XRD), lo que permitió establecer el protocolo de reacción más adecuado para la preparación del ZnS y depositar recubrimientos de ZnS sobre sustratos de vidrio-cuarzo usando la técnica de recubrimiento por centrifugación (spin coating). Las películas también se sometieron a un tratamiento térmico basado en nitrógeno gaseoso y azufre elemental. Los recubrimientos de ZnS se caracterizaron con XRD, microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopía dispersiva de rayos X (EDS) y espectroscopía UV-Vis. Los resultados evidenciaron que las películas depositadas presentan propiedades adecuadas para ser empleadas como capa amortiguadora en celdas solares. |
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| Publisher |
Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
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| Date |
2020-12-07
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| Type |
info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
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| Format |
application/pdf
application/pdf application/pdf application/pdf |
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| Identifier |
https://raccefyn.co/index.php/raccefyn/article/view/1032
10.18257/raccefyn.1032 |
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| Source |
Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Vol. 44 No. 173 (2020); 937-950
Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Vol. 44 Núm. 173 (2020); 937-950 2382-4980 0370-3908 |
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| Language |
spa
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| Relation |
https://raccefyn.co/index.php/raccefyn/article/view/1032/2883
https://raccefyn.co/index.php/raccefyn/article/view/1032/2884 https://raccefyn.co/index.php/raccefyn/article/view/1032/2885 https://raccefyn.co/index.php/raccefyn/article/view/1032/2904 |
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| Rights |
Derechos de autor 2020 Revista de la Academia Colombiana de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
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