Фотоелектричні властивості діодних структур In/CuInS2-ZnIn2S4 та In-Ga/CuInS2-ZnIn2S4

Abstract

У роботі представлені результати досліджень фотовольтаїчних властивостей поверхнево-бар’єрних структур на основі монокристалічних плівок CuInS2–ZnIn2S4, отриманих методами термічного вакуумного напилення напівпрозорих плівок In на поверхню CuInS2–ZnIn2S4 та механічним втиранням In-Ga евтектики в поверхню монокристалічних сколів CuInS2–ZnIn2S4. Напівпрозорі індієві плівки наносили термічним вакуумним напиленням у ВУП-5 при тиску 1,3·10-5 Па і температурі 300 К. Площа поверхні, на яку наносили напівпрозорий шар In, ста-новила ≈3×3 мм2. При освітленні In/CuInS2–ZnIn2S4 з 8 мол. % ZnIn2S4 зі сторони CuInS2–ZnIn2S4 спостерігався один чітко виражений максимум. Енергетичне положення максимума в спектрі фотонапруги відповідає енергії квантів світла hν≈1,53 еВ. При освітленні зразків зі сторони напівпрозорого шару In спостерігалось два максимуми з енергетичним положенням hν≈1,44 еВ та hν≈1,60 еВ. Аналогічні результати були і для діодних структур з 12 мол. % ZnIn2S4. В зразках з 12 мол. % ZnIn2S4 при освітленні зі сторони монокристалічної підложки спостерігалось зміщення максимуму фотонапруги до 1,56 еВ, що добре узгоджується зі зростанням ширини забороненої зони CuInS2–ZnIn2S4 із збільшенням вмісту ZnIn2S4.Найвищими значеннями фотонапруги серед діодних структур In-Ga/CuInS2–ZnIn2S4 мали структури з 12 мол. % ZnIn2S4. При освітленні зі сторони напівпровідникової підложки спостерігався вузький максимум з енергетичним положенням hν≈1,44 еВ. При освітленні зі сторони In–Ga евтектики поряд з максимумом, обумовленим власними оптичними переходами (hν≈1,68 еВ), в довгохвильовій області спостерігалась менш виражена сходинка, обумовлена домішковим поглинанням світла, відповідальними за яке є VCu.Маючи вузькі максимуми в спектрах фотонапруги, структури In(In–Ga)/CuInS2–ZnIn2S4 можна використовувати як вузькосмугові приймачі світла. Енергетичне положення максимумів у спектрах фотонапруги залежить від складу монокристалів CuInS2–ZnIn2S4, від способу одержання двошарової структури та від сторони структури, яка освітлювалась.