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12.07.2019 | Ausgabe 15/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 15/2019

Investigation on nebulizer spray coated Nd-doped SnS2 thin films for solar cell window layer application

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 15/2019
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Economic nebulizer spray pyrolysis (NSP) technique has been employed to deposit Neodymium (Nd) doped Tin disulfide (SnS2) thin films at 325 °C by varying the doping concentration of Nd (0%, 2%, 4% and 6%). The impact of Nd concentration on crystalline structure, morphology and opto-electronic properties of films were studied using X-ray diffraction (XRD), FT-Raman spectrophotometer, atomic force microscope (AFM), energy-dispersive X-ray spectroscope, scanning electron microscope (SEM), UV–Visible spectrometer and Hall Effect measurements. Structural parameters such as lattice constants, texture orientation factor, micro strain, dislocation density and crystallite size were estimated using XRD data. The SEM and AFM images of films displayed an exceptional morphology. The surface roughness of the films was found to increase with the increase of dopant concentration. Optical analysis done on the films revealed variation in band gap from 2.75 to 2.92 eV as the Nd doping concentration is increased from 2 to 6%. SnS2 thin film exhibited n-type conductivity as, confirmed from Hall Effect studies. The resistivity and concentration of the carrier in the film were found to be 4.17 × 10−2 Ω cm and 4.06 × 1017 cm−3 respectively which were then correlated to the deposition parameters. Furthermore, FTO/n-Nd-SnS2/p-SnS hetero-junction based solar cells were prepared and their current voltage curve in dark condition was obtained.

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