CuInSe2 ince film güneş pillerinin elektrokimyasal yöntemlerle hazırlanması

Abstract

CuInSe2 ince film güneş pilleri arasında güneş ışığını en iyi absorplayan, düşük maliyetli malzemedir. CuInSe2 ince film güneş pillerini hazırlamak için birçok teknik uygulanmaktadır. Buharlaştırma, tozlaştırma, elektrodepolama, kimyasal buharla depolama gibi. Bunlar arasında düşük maliyetli, düşük sıcaklıkta çalışılabilen ve geniş ölçekli uygulamaları olabilen elektrokimyasal depolama tekniği tercih edilmektedir. Bütün bu depolama yöntemlerinde karşılaşılan en önemli zorluk CuInSe2 kalkopirit yapışım stokiyometrik bir oranda elde etmektir. Karşılaşılan problemlerden birisi bakır, indiyum ve selenyumun depolama potansiyellerinin oldukça farklı olması ve bunun sonucunda uniform olmayan bir kompozisyon oluşmasıdır. Bu problemi ortadan kaldırmak için ortama uygun kompleksleştirici ilave edilmektedir. Bu sayede bakırın depolanma potansiyeli daha negatif değerlere kayacak ve indiyumun depolanma potansiyeline yaklaşacaktır. Bu çalışmada, CuInSeı'in İTO kaplı camlar üzerinde depolanması döngülü voltamogramlar kullanılarak incelenmiştir. Depolanma çözeltisi asidik olup, ortama kompleksleştirici olarak benzotriazol ilave edilmiştir. CIS 'in İTO kaplı camlar üzerinde benzotriazollü ve benzotriazolsüz ortamlardaki elektrodepolanması incelenmiştir. Depolanan ince filmlerin yüzey kompozisyonunu belirlemek amacıyla XPS analizleri yapılmıştır.

CuInSe2 (CIS) is one of the most important potential absorber materials for low cost- polycrystalline thin film solar cells. Various techniques, such as evaporation, sputtering, electrodeposition and chemical vapor deposition have been employed for making CIS thin films. Among these, electrodeposition offers a low cost, low temperature alternative with good, large area processing capability. On the other hand, as in all the other techniques, also in electrodeposition the control of stoichiometry of these ternary (CIS) materials is a critical issue. Several attempts have been made to employ the one-step process on which the CIS film is potentiostatically grown by co-deposition of Cu, In and Se simultaneously, however, some difficulties have been met. One of the major problems encountered relies on the wide difference in the deposition potentials of Cu, In and Se, in which result a deposit with a non-uniform composition. This problem has been overcome by using a complexing agent in order to shift the copper deposition potential in the negative direction bringing it closer to the In deposition potential. In this work, the electrodeposition of CuInSe2 (CIS) on a ITO (indium tin oxide) substrate has been studied from an acidic electrolyte containing benzotriazole as a complexing agent by cyclic voltametry. Electrodeposition of CIS on ITO substrate with BTA and without BTA medium is examined. Electrodeposited thin films are characterised with XPS.