SavedAdd your journal

Journals / Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi / 2017 / Cilt: 19 - Sayı: 56

Investigation of ZnO:Al Films As Transparent Front Contact For Photovoltaic Solar Cells

Fotovoltaik Güneş Pillerinde Saydam Ön Kontak Olarak Kullanılabilecek ZnO:Al Filmlerinin İncelenmesi

Sema KURTARAN
İdris AKYÜZ
Ferhunde ATAY
Pages
484–499
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Finally, it has been concluded that annealing temperature has an important effect on the optical, structural, surface and electrical properties of the deposited films.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this work, doping with Al element (8% volume ratio) has been carried out to improve the physical properties of ZnO film used in photovoltaic solar cells.
📊
Key Findings & Data:Electrical resistivity values of the films have been increased after annealing process.
💡
Conclusion & Impact:Finally, it has been concluded that annealing temperature has an important effect on the optical, structural, surface and electrical properties of the deposited films.
🔬Design:Research Article
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

In this work, doping with Al element (8% volume ratio) has been carried out to improve the physical properties of ZnO film used in photovoltaic solar cells. ZnO:Al films have been produced by ultrasonic spray pyrolysis technique and annealed in air to improve their physical characteristics. X-ray diffraction reveals that the films are polycrystalline having wurtzite hexagonal type crystal structure. Electrical resistivity values of the films have been increased after annealing process. Surface morphologies and roughness values of the films have been investigated by atomic force microscopy. Films are highly transparent in the visible region. Also, refractive index, n, and extinction coefficient, k, values for ZnO films have been reported. Optical band gap values have been determined using optical method. Finally, it has been concluded that annealing temperature has an important effect on the optical, structural, surface and electrical properties of the deposited films.

Özet

Bu çalışmada, fotovoltaik güneş pillerinde kullanılan ZnO filminin fiziksel özelliklerini geliştirmek amacı ile Al elementi (% 8 hacimsel oran) ile katkılama işlemi yapılmıştır. ZnO:Al filmleri Ultrasonik Kimyasal Püskürtme tekniği ile üretilmiş ve fiziksel özelliklerini iyileştirmek için hava ortamında tavlanmıştır. X-ışını kırınımı analizleri filmlerin polikristal formda ve wurtzite hekzagonal tipi kristal yapıya sahip olduklarını göstermiştir. Elektriksel özdirenç değerlerinin tavlama işlemi sonrasında arttığı belirlenmiştir. Atomik kuvvet mikroskobu ile filmlerin yüzey morfolojisi ve pürüzlülükleri incelenmiştir. Filmlerin görünür bölgede yüksek geçirgenliğe sahip oldukları saptanmıştır. Ayrıca, filmler için kırılma indisi (n) ve sönüm katsayısı (k) değerleri de rapor edilmiştir. Filmlerin optik bant aralığı değerleri optik metot yardımı ile belirlenmiştir. Sonuç olarak, tavlama sıcaklığının elde edilen filmlerin optik, yapısal, elektriksel ve yüzeysel özellikleri üzerinde önemli bir etkisi olduğu saptanmıştır.

🔖

Cite This Article

KURTARAN, S., AKYÜZ, İ., ATAY, F. (2017). Investigation of ZnO:Al Films As Transparent Front Contact For Photovoltaic Solar Cells. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 19 - Sayı: 56, 484–499. https://ajindex.com/articles/222272

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (1)

  1. Xu J., Wang H., Yang L., Jiang M., Wei S., Zhang T. 2010. Low temperature growth of highly crystallized ZnO:Al films by ultrasonic spray pyrolysis from acetylacetone salt: Materials Science and Engineering B, Cilt. 167, s. 182-186. DOI:10.1016/j.mseb.2010.02.012 [2] Park T., Park N., Kim J., Lee W., Lee S. 2015. Cross plane temperature dependent thermal conductivity of Al-doped zinc oxide thin films: Journal of Alloys and Compounds, Cilt. 638, s. 83-87. DOI:10.1016/j.jallcom.2015.03.065 [3] El Manouni A., Manjon F. J., Perales M., Mollar M., Mari B., Lopez M. C., Barrado J. R. R. 2007. Effect of thermal annealing on ZnO:Al thin films grown by spray pyrolysis: Superlattices and Microstructures, Cilt. 42, s. 134-139. DOI: 10.1016/j.spmi.2007.04.005 [4] El Manouni A., Manjón F. J., Mollar M., Marí B., Gómez R., López M.C., Barrado J. R. R. 2006. Effect of aluminium doping on zinc oxide thin films grown by spray pyrolysis: Superlattices and Microstructures, Cilt. 39, s. 185- 192. DOI: 10.1016/j.spmi.2005.08.041 [5] Yan M., Zhang H. T., Widjaja E. J., Chang R. P. H. 2003. Self-assembly of well aligned gallium-doped zincoxide nanorods: Journal of Applied Physics, Cilt. 94, s. 5240-5246. DOI: 10.1063/1.1608473 [6] Wang H., Baek S., Song J., Lee J., Lim S. 2008. Microstructural and optical characterisitics of solutiongrown Ga-doped ZnO nanorod arrays: Nanotechnology, Cilt. 19, s. 075607-075613. DOI:10.1088/0957- 4484/19/7/075607 [7] Bie X., Lu J. G., Gong L., Lin L., Zhao B. H., Ye Z. Z. 2009. Transparent conductive ZnO:Ga films prepared by DC reactive magnetron sputtering at low temperature: Applied Surface Science, Cilt. 256, s. 289-293. DOI:10.1016/j.apsusc.2009.08.018 [8] Liu C., He H., Sun L., Yang Q., Ye Z., Chen L. 2011. Acceptor-related emissions in indium-doped ZnO nanorods: Journal of Applied Physics, Cilt. 109, s. 053507- 053511. DOI:10.1063/1.3552981 [9] Liu K. W., Sakurai M., Aono M. 2010. Indium doped ZnO nanowires: Optical properties and room temperature ferromagnetism Journal of Applied Physics, Cilt. 108, s. 043516-043521. DOI:10.1063/1.3464229 [10] Wu Z. F., Wu X. M., Zhung L. J., Hong B., Yang X. M., Chen X. M., Chen Q. 2010. Synthesis and magnetic properties of Mn-doped ZnO nanorods via radio frequency plasma deposition: Materials Letters, Cilt. 64, s. 472- 474. DOI: 10.1016/j.matlet.2009.11.053 [11] Mohanta A., Thareja R. K. 2010. Temperature-dependent S-shaped photoluminescence in ZnCdO alloy: Journal of Applied Physics, Cilt. 107: 084904