Share
دراسة الخصائص البصرية والكهربائية لاغشية SnO2 : Sb الرقيقة وتاثيرها كطلاء مضاد للانعكاس على كفاءة خلية شمسية سيليكونية نوع اتصال (p - n) == A Study of Electrical and Optical properties of SnO2 : Sb Thin Film and its Effect as Antireflection Coating on the (p - n) Junction Silicon Solar Cell
Author name:
هشام مطر فاضل
Supervisor name:
ياسين نجم عبيد
General topic:
Physics
Specific topic:
Thin Films
Degree:
Master
University:
Mustansiriyah University - Faculty Of Education
Language:
Arabic
University location:
Baghdad
First pages:
26T1976 - p.pdf
Abstract:
حضرت اغشية (SnO2 ) الرقيقة النقية والمشوبة بالانتمون (Sb) وبنسب تشويب وزنية (1%─5%) بطريقة الرش الكيميائي الحراري لمحلول كلوريدات القصدير المائية (SnCl45H2O) وبتركيز (0.1) مولاري وبسمك متساوي وعلى نوعين من القواعد . النوع الاول هو القواعد الزجاجية ذلك لدراسة بعض الخصائص البصرية والكهربائية .اما النوع الثاني فكان قواعد من خلايا شمسية سيليكونية من نوع اتصال (p - n) لدراسة تاثير الاغشية كطلاء مضاد للانعكاس على كفاءة الخلية الشمسية .تم في هذا البحث دراسة الاغشية من خلال حيود الاشعة السينية وتبين بان الاغشية ذات طبيعة متعددة التبلور وباتجاهية سائدة (110,101,200,211) اوضحت قياسات الخواص البصرية من خلال دراسة سلوك منحني النفاذية والامتصاصية كدالة للطول الموجي ان الاغشية ذات نفاذية عالية للاطوال الموجية في المنطقة الطيفية (600─900)nm وهذا مايؤهلها للاستعمال كطلاء مضاد للانعكاس ضمن هذه المنطقة، وان النفاذية تزداد عند نسب التشويب (1%─3%) وان افضل نفاذية عند نسبة التشويب (1%) ومنحني الامتصاصية والانعكاسية يسلك سلوكا معاكسا لمنحني النفاذية . وان قيم الانعكاسية كانت (9%─18%) ضمن المنطقة المرئية من الاطوال الموجية . اظهرت دراسة الانتقالات الالكترونية ان الانتقالات الالكترونية المباشرة وغير المباشرة تحدث .ومن خلال دراسة قيم معامل الامتصاص ان الانتقالات الالكترونية المباشرة المسموحة هي الانتقالات السائدة وان قيمة فجوة الطاقة تتراوح بين (3.76 ─ 3.9) e V اذ ان فجوة الطاقة ازدادت عند نسب التشويب (1%─3%) اما عند نسب التشويب (4%,5%) قد تناقصت فجوة الطاقة. وتـم حـساب بعض الثوابت البصرية التي شملت معامل الانكسار ومعامل الخمود .اظهرت دراسة الخواص الكهربائية ان جميع الاغشية من النوع السالب (n - type) وتم حساب التوصيلية الكهربائية المستمرة وطاقات التنشيط وتاثير هول وتاثير سيبك ، تبين ان الاغشية تمتلك طاقتي تنشيط ضمن المدى الحراري (20─200)ºC .وان التوصيلية الكهربائية المستمرة تزداد بزيادة نسبة التشويب حتى تصل الى (44.42)(Ω.cm) - 1 عند نسبة التشويب (3%) ثم تبدا قيم التوصيلية بالتناقص بزيادة نسبة التشويب . اظهرت خصائص (كثافة تيار - جهد) ان الطلاء باغشية (SnO2 ) النقية والمشوبة بالانتمون قد حسن كثيرا من كفاءة الخلية الشمسية اذ ازدادت كفاءة التحويل من (9.7%) قبل الطلاء الى (10.395%) بعد الطلاء للاغشية المشوبة عند نسبة تشويب (3%) وبنسبة مئوية للتحسن بلغت (7.165%) . | Thin films of pure (SnO2) and doped with Antimony have been prepared using the method of chemical spray pyrolysis technique for aqueous Tin Chloride with Molar Concentration equal (0.1) mol, with same thicknesses. The percentage of doping were in the range of (1%_5%) . Onto glass slide substrates, to study the structural ,optical and electrical properties .The second type is (p - n) junction silicon solar cells, to study the performance of these films as antireflection coating. The XRD technique test showed that these films shows polycrystalline structure with a preferred orientation (110,101,200,211) . The study of the optical properties by study the curves of transmittance, absorption and reflectance as a function to wave length appeared that the films have a higher Transmittance for the wave length in region (600_900) nm and it a good antireflection coating in this region . And the transmittance were found to be increase as the doping percentage increased . And the maximum value of transmittance with (1%) doping ratio . Absorption and Reflectance curves are there inverse of the transmittance .The reflectance value it was between (9%_18%) in this region .The calculations showed that the direct and indirect electronic transitions have been occurred ,and the calculations of Absorption coefficient showed that the preferred transitions is the allowed direct electronic transitions . The optical energies gap was calculated and it was between (3.76 - 3,9) eV .And it increase with (1%_3%) and decrease with (4%,5%) . The calculations also included some optical constants such that refractive index and Extinction coefficient also as a function of wave length . The electrical properties includes d.c. electric conductivity Hall effect and Seeback effect, the results showed that the type of (SnO2 : Sb) films is (n - type) and have two activation energies in the range (20 - 200) oC .The d.c. electric conductivity was increase and reach (44.42) (Ω.cm) - 1 with (3%) percentage,then it was began decrease with percentage increased . The study of (Jsc - Voc) current - voltage showed that the coating with SnO2 : Sb thin films can enhance the efficiency of the (p - n) junction solar cell. And so it quantum is (9.7 %) and after coating its became (10.395 %) with enhancement (7.165 %) as (3 %) percentage doping weight rati
