Resumen de Síntesis de películas delgadas de ZnS por CBD para uso como capa buffer en celdas solares basadas en Cu2SnZnS4

Saul Daniel Cruz Lemuz, John Michael Correa Hoyos, William Adolfo Chamorro Coral, Raúl Andrés Becerra, Hugo Alexander Suarez, Oscar Rodríguez Bejarano, Gerardo Gordillo Guzmán

• español

  Películas delgadas de ZnS fueron sintetizadas por el método CBD (Chemical bath deposition) usando una solución constituida por tiourea y acetato de zinc como fuentes de S y Zn y citrato de amonio como agente acomplejante. Estas fueron crecidas sobre sustratos de vidrio soda lime recubiertos con películas delgadas de Cu2SnZnS4 (CZTS). A través de múltiples ensayos realizados variando los principales parámetros de síntesis se encontraron condiciones para crecer películas delgadas de ZnS con propiedades adecuadas para ser usadas como capa buffer de celdas solares basadas en Cu2SnZnS4.Las películas de ZnS fueron caracterizadas usando técnicas tales como espectrofotometría, Difracción de rayos-x (DRX) y microscopía de fuerza atómica (AFM). Medidas de DRX revelaron que las películas de ZnS con espesores menores que 200 nm, crecidas sobre vidrio y sobre Cu2SnZnS4 presentan una estructura amorfa; sin embargo, muestras con espesoresmayores de 300 nm crecen con estructura cristalina correspondiente a la fase ZnSO8H8 (sulfohidróxido de zinc), indicando que la película formada es realmente una mezcla de ZnS e hidróxidos de Zn, conocidos genéricamente en la literatura como Zn(S,OH). 

• English

  ZnS thin films were deposited by CBD (chemical bath deposition) method using a solution containing thiourea and zinc acetate as sources of S and Zn and ammonium citrate as complexing agent. The samples were grown on soda lime glass substrates covered with a Cu2SnZnS4(CZTS) thin film. Through an extensive parameter study carried out varying the main deposition parameter in a wide range, conditions were found to grow ZnS thin films with suitable properties to be used as buffer layer in Cu2SnZnS4 based solar cells.The ZnS films were characterized using techniques such as spectrofotometry, X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscopy (AFM). XRD measurements revealed that ZnS films with thicknesses lower than200 nm grow with amorphous structure; however, samples with thicknesses higher than3 nm present crystalline structure corresponding to the ZnSO8H8 (zinc sulphohydroxide) phase, indicating that the film formed is really a mixture of ZnS and Zn hydroxides, known generically in the literature as Zn(S,OH).