Impact of post annealing and hydrogen implantation on functional properties of Cu2O thin films for photovoltaic applications

材料科学 退火(玻璃) 薄膜 光致发光 接受者 分析化学(期刊) 钝化 空位缺陷 带隙 微晶 异质结 光电子学 太阳能电池 纳米技术 化学 结晶学 冶金 图层(电子) 凝聚态物理 物理 有机化学 色谱法
作者
Raj Kumar,Kristin Bergum,H. N. Riise,E. V. Monakhov,Augustinas Galeckas,Bengt Svensson
出处
期刊:Journal of Alloys and Compounds [Elsevier]
卷期号:825: 153982-153982 被引量:14
标识
DOI:10.1016/j.jallcom.2020.153982
摘要

Polycrystalline cuprous oxide (Cu2O) thin films were sputtered, annealed (900 °C rapid thermal annealing) and subsequently implanted with various hydrogen ion (H+) doses from 5E13 to 2E15 cm−2 with a low acceleration energy of 36 keV at room temperature to tailor the functional properties of the thin films for solar cell application. The annealed and H+ implanted Cu2O thin films were post annealed at low temperatures from 100 °C to 600 °C in an inert atmosphere to promote hydrogen passivation of prevalent intrinsic acceptors and tune the carrier concentration for optimum performance as an absorption layer in a heterojunction solar cell. The H+ incorporation and post annealing tuned the structural, optical and electrical properties of annealed polycrystalline Cu2O thin films. The results show an enhancement of the excitonic feature around ∼2.0 eV with H+ dose. The normalized photoluminescence (PL) area around ∼1.7 eV was drastically enhanced with increasing H+ doses compared to excitonic and copper vacancy related area. The normalized total PL quantum efficiency shows an enhancement in yield with elevated H+ doses by two orders of magnitude. The hole concentration decreases down to ∼1013 cm−3, while hole mobility and resistivity increase to ∼27 cm2/V and ∼2.4 kΩcm, respectively, as the H+ implantation goes from lower to higher doses. In addition, the post annealing and H+ incorporation lead to a change in the energy level of the major acceptor from 0.21 eV to 0.27 eV above the valence band maximum. By following the qualitative (PL analysis) and quantitative (Hall data) outcomes, we can conclude that H+ implantation and post annealing likely indicates the passivation of both acceptor defects and compensating donor defects.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yy关闭了yy文献求助
1秒前
核桃发布了新的文献求助10
2秒前
我歌完成签到,获得积分10
4秒前
8秒前
小马甲应助紧张的毛衣采纳,获得10
8秒前
ww发布了新的文献求助10
9秒前
隐形曼青应助hou采纳,获得10
10秒前
dou关注了科研通微信公众号
12秒前
小小完成签到,获得积分10
12秒前
科研通AI2S应助明亮凝珍采纳,获得10
12秒前
yy驳回了orixero应助
12秒前
家若发布了新的文献求助80
13秒前
14秒前
上官若男应助jdjd采纳,获得10
16秒前
斯文败类应助细心的以珊采纳,获得10
17秒前
H哇应助zzr采纳,获得10
18秒前
金阿林在科研应助zzr采纳,获得10
18秒前
跳跃的小林应助zzr采纳,获得10
18秒前
金阿林在科研应助zzr采纳,获得10
18秒前
18秒前
wind完成签到,获得积分20
18秒前
白雨发布了新的文献求助10
19秒前
积极的哈密瓜应助urkk采纳,获得10
22秒前
朱文韬完成签到,获得积分10
22秒前
23秒前
柴柴完成签到,获得积分10
23秒前
众生平等发布了新的文献求助10
23秒前
程嘉玲完成签到 ,获得积分20
24秒前
默默善愁发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
24秒前
hou发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
26秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
顾矜应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
26秒前
乐乐应助科研通管家采纳,获得10
26秒前
26秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
HIGH DYNAMIC RANGE CMOS IMAGE SENSORS FOR LOW LIGHT APPLICATIONS 1500
Constitutional and Administrative Law 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Corrosion and corrosion control 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
The Experimental Biology of Bryophytes 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5373754
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4499770
关于积分的说明 14007232
捐赠科研通 4406707
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2420672
邀请新用户注册赠送积分活动 1413421
关于科研通互助平台的介绍 1389992