ساخت و بررسی تاثیر آلایش al و تابش لیزر بر ویژگی های لایه نازک اکسید روی

در این پایان نامه، لایه نازک اکسید روی خالص و آلائیده با آلومینیوم برای کاربری به عنوان لایه ی رسانای اکسیدی شفاف در سلول های خورشیدی لایه نازک، ساخته شد و مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور لایه های نازک zno و azo (0، 3، 6 و 12 درصد مولی آلومینیوم) به روش لایه نشانی چرخشی بر پایه سل ژل بر روی زیرلایه ی شیشه ساخته شد. بعد از ساخت نمونه ها، به بررسی اثر دمای پخت، آلایش al و تابش لیزر به سطح لایه ها پرداخته شد. بررسی ویژگی های ساختاری نمونه ها، شکل گیری ساختار ورتسایت هگزاگونال برای نمونه ها پخت شده در دمای بالاتر از °c 400 را تایید کرد. طیف xrd نمونه ها بهبود ویژگی-های ساختاری آن ها را با افزایش دمای بازپخت و همچنین بعد از برهمکنش سطح نمونه ها با پرتو لیزر نشان داد. همچنین این طیف، افزایش فاز آمورف و کاهش اندازه ی ذرات با افزایش میزان آلایش al را تایید کرد. مورفولوژی سطحی نمونه ها توسط میکروسکوپ نیروی اتمی و میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی مورد بررسی قرار گرفت. آنالیز طیف عبور اپتیکی، برای تمامی نمونه ها عبور اپتیکی بیش از 80 درصد را نشان داد. همچنین محاسبه ی گاف انرژی لایه نازک zno و azo، تاثیر پارامترهای مختلف بر تغییرات گاف انرژی را نشان داد. مطالعه ی طیف pl نمونه ها، وجود نواقص ساختاری مانند تهی جاهای اکسیژن و اتم-های روی میان شبکه ای را تایید، وافزایش دهنده های الکترون بعد از تابش لیزر به سطح نمونه ها را نشان داد. آنالیز طیف سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس، وجود تهی جای اکسیژن را برای نمونه ی 6 درصد مولی al، قبل و بعد از تابش پرتو لیزر نشان داد. اندازه-گیری همزمان رسانندگی الکتریکی در طول تابش لیزر، رسانندگی ناپایدار برای zno خااص پخت شده در دماهای زیر °c 450 و رسانندگی پایا برای نمونه های پخت شده در دمای °c 500 را نشان داد. اگرچه، رسانندگی پایا برای همه ی نمونه های azo مشاهده شد. برای تمامی نمونه ها (0 تا 12 درصد مولی al) رسانندگی پایا در دمای پخت °c 500 بیشتر از همه بود. در حالی که برای نمونه ی 6 درصد مولی al رسانندگی پایای قابل توجهی در دمای °c 450 نیز مشاهده شد. کاهش مقاومت الکتریکی نمونه ها در اثر تابش پرتو لیزر به سطح آن ها، به ایجاد دهنده های الکترون و بهبود ویژگی های بلوری لایه نازک نسبت داده شد.