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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 7/2016

07.03.2016

Electrodeposition and characterisation of CdS thin films using thiourea precursor for application in solar cells

verfasst von: H. I. Salim, O. I. Olusola, A. A. Ojo, K. A. Urasov, M. B. Dergacheva, I. M. Dharmadasa

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 7/2016

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Abstract

CdS thin films have been successfully electrodeposited on glass/FTO substrates using acidic and aqueous solution of CdCl2.xH2O and thiourea (SC(NH2)2). The electrodeposition of CdS thin films were carried out potentiostatically using a 2-electrode system. The prepared films were characterised using X-ray diffraction, Raman spectroscopy, Scanning electron microscopy, Atomic force microscopy, Photoelectrochemical cell measurements, Electrical resistivity measurements and UV–Vis spectrophotometry to study their structural, compositional, morphological, electrical and optical properties, respectively. The structural studies show that the as-deposited and annealed CdS layers are polycrystalline with hexagonal crystal structure and preferentially oriented along (200) planes. The optical studies indicate that the ED-CdS layers have direct bandgaps in the range (2.53–2.58) eV for the as-deposited and (2.42–2.48) eV after annealing at 400 °C for 20 min in air. The morphological studies show the good coverage of the FTO surface by the CdS grains. The average grain sizes for the as-deposited and annealed layers were in the range ∼(60–225) nm. These grains or clusters are made out of smaller nano crystallites with the sizes in the range ~(11–33) nm. The electrical resistivity shows reduction as thickness increases. The resistivity values for the as-deposited and annealed layers were in the range (0.82–4.92) × 105 Ωcm. The optimum growth voltage for the CdS thin films was found to be at the cathodic potential of 797 mV with respect to the graphite anode. No visible precipitations of elemental S or CdS particles were observed in the deposition electrolyte showing a stable bath using thiourea during the growth.

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1.
Zurück zum Zitat S.M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd edn. (Wiley, New York, 1981), p. 849 S.M. Sze, Physics of Semiconductor Devices, 2nd edn. (Wiley, New York, 1981), p. 849
3.
4.
Zurück zum Zitat E. Sorokin, D. Klimentov, M.P. Frolov, Y.V. Korostelin, V.I. Kozlovsky, Y.P. Podmarkov, V.K. Skasyrsky, I.T. Sorokina, Appl. Phys. B 117, 1009–1014 (2014)CrossRef E. Sorokin, D. Klimentov, M.P. Frolov, Y.V. Korostelin, V.I. Kozlovsky, Y.P. Podmarkov, V.K. Skasyrsky, I.T. Sorokina, Appl. Phys. B 117, 1009–1014 (2014)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat N.R. Paudel, C. Xiao, Y. Yan, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 1991–1998 (2014)CrossRef N.R. Paudel, C. Xiao, Y. Yan, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 25, 1991–1998 (2014)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat R.A. Berrigan, N. Maung, S.J.C. Irvine, D.J. Cole-Hamilton, D. Ellis, J. Cryst. Growth 195, 718–724 (1998)CrossRef R.A. Berrigan, N. Maung, S.J.C. Irvine, D.J. Cole-Hamilton, D. Ellis, J. Cryst. Growth 195, 718–724 (1998)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat Z. He, G. Zhao, W. Weng, P. Du, G. Shen, G. Han, Vacuum 79, 14–18 (2005)CrossRef Z. He, G. Zhao, W. Weng, P. Du, G. Shen, G. Han, Vacuum 79, 14–18 (2005)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat M.C. Baykul, A. Balcioglu, Microelectron. Eng. 51–52, 703–713 (2000)CrossRef M.C. Baykul, A. Balcioglu, Microelectron. Eng. 51–52, 703–713 (2000)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat J. Han, C. Spanheimer, G. Haindl, G. Fu, V. Krishnakumar, J. Schaffner, C. Fan, K. Zhao, A. Klein, W. Jaegermann, Solar Energy Mater. Solar Cells 95, 816–820 (2011)CrossRef J. Han, C. Spanheimer, G. Haindl, G. Fu, V. Krishnakumar, J. Schaffner, C. Fan, K. Zhao, A. Klein, W. Jaegermann, Solar Energy Mater. Solar Cells 95, 816–820 (2011)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat S.J. Lade, M.D. Uplane, C.D. Lokhande, Mater. Chem. Phys. 53, 239–242 (1998)CrossRef S.J. Lade, M.D. Uplane, C.D. Lokhande, Mater. Chem. Phys. 53, 239–242 (1998)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat I.M. Dharmadasa, J. Haigh, J. Elechtrochem. Soc. 153(1), G47–G52 (2006)CrossRef I.M. Dharmadasa, J. Haigh, J. Elechtrochem. Soc. 153(1), G47–G52 (2006)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat G. Sasikala, R. Dhanasekaran, C. Subramanian, Thin Solid Film 302, 71–76 (1997)CrossRef G. Sasikala, R. Dhanasekaran, C. Subramanian, Thin Solid Film 302, 71–76 (1997)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat J. Nishino, S. Chatani, Y. Uotani, Y. Nosaka, J. Electroanal. Chem. 473, 217–222 (1999)CrossRef J. Nishino, S. Chatani, Y. Uotani, Y. Nosaka, J. Electroanal. Chem. 473, 217–222 (1999)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat D.G. Diso, G.E.A. Muftah, V. Patel, I.M. Dharmadasa, J. Electrochem. Soc. 156(6), H647–H651 (2010)CrossRef D.G. Diso, G.E.A. Muftah, V. Patel, I.M. Dharmadasa, J. Electrochem. Soc. 156(6), H647–H651 (2010)CrossRef
16.
17.
Zurück zum Zitat N.A. Abdul-Manaf, A.R. Weerasinghe, O.K. Echendu, I.M. Dharmadasa, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 26, 2418–2429 (2015)CrossRef N.A. Abdul-Manaf, A.R. Weerasinghe, O.K. Echendu, I.M. Dharmadasa, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 26, 2418–2429 (2015)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat K. Yamaguchi, T. Yoshida, T. Sugiura, H. Minoura, J. Phys. Chem. B 102, 9677–9686 (1998)CrossRef K. Yamaguchi, T. Yoshida, T. Sugiura, H. Minoura, J. Phys. Chem. B 102, 9677–9686 (1998)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat K. Yamaguchi, P. Mukherjee, T. Yoshida, H. Minoura, Chem. Lett. 9, 864–865 (2001)CrossRef K. Yamaguchi, P. Mukherjee, T. Yoshida, H. Minoura, Chem. Lett. 9, 864–865 (2001)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat A.V. Naumov, V.N. Semenov, E.G. Goncharov, Inorg. Mater. 37(6), 647–652 (2001)CrossRef A.V. Naumov, V.N. Semenov, E.G. Goncharov, Inorg. Mater. 37(6), 647–652 (2001)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat V.P. Timchenko, A.L. Novozhilov, O.A. Slepysheva, Russ. J. Gen. Chem. 74(7), 1046–1050 (2004)CrossRef V.P. Timchenko, A.L. Novozhilov, O.A. Slepysheva, Russ. J. Gen. Chem. 74(7), 1046–1050 (2004)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat P. Vanysek, Electrochemical Series Table 1 Alphabetical (CRC press LLC, Cambridge, 2000) P. Vanysek, Electrochemical Series Table 1 Alphabetical (CRC press LLC, Cambridge, 2000)
23.
Zurück zum Zitat P.H. Jefferson, S.A. Hatfield, T.D. Veal, P.D.C. King, C.F. McConville, J. Zuniga-Perez, V. Munoz-Sanjose, Appl. Phys. Lett. 92, 022101 (2008)CrossRef P.H. Jefferson, S.A. Hatfield, T.D. Veal, P.D.C. King, C.F. McConville, J. Zuniga-Perez, V. Munoz-Sanjose, Appl. Phys. Lett. 92, 022101 (2008)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat R. Dharmadasa, I.M. Dharmadasa, T. Druffel, Adv. Eng. Mater. 16(11), 1351–1361 (2014)CrossRef R. Dharmadasa, I.M. Dharmadasa, T. Druffel, Adv. Eng. Mater. 16(11), 1351–1361 (2014)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat A.I. Oliva, R.C. Rodriguez, O.S. Canto, V. Sosa, P. Quintana, J.L. Pena, Appl. Surf. Sci. 205, 56–64 (2003)CrossRef A.I. Oliva, R.C. Rodriguez, O.S. Canto, V. Sosa, P. Quintana, J.L. Pena, Appl. Surf. Sci. 205, 56–64 (2003)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat H.R. Moutinho, D. Albin, Y. Yan, R.G. Dhere, X. Li, C. Perkins, C.-S. Jiang, B. To, M.M. Al-Jassim, Thin Solid Films 436, 175–180 (2003)CrossRef H.R. Moutinho, D. Albin, Y. Yan, R.G. Dhere, X. Li, C. Perkins, C.-S. Jiang, B. To, M.M. Al-Jassim, Thin Solid Films 436, 175–180 (2003)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat R. Litrán, R. Alcantára, E. Blanco, M. Ramirez-del-solar, J. Sol–Gel. Sci. Technol. 8(1–3), 275–283 (1997) R. Litrán, R. Alcantára, E. Blanco, M. Ramirez-del-solar, J. Sol–Gel. Sci. Technol. 8(1–3), 275–283 (1997)
29.
Zurück zum Zitat P. Nandakumar, C. Vijayan, M. Rajalakshmi, A.K. Arora, Y.V.G.S. Murti, Phys. E 11, 377–383 (2001)CrossRef P. Nandakumar, C. Vijayan, M. Rajalakshmi, A.K. Arora, Y.V.G.S. Murti, Phys. E 11, 377–383 (2001)CrossRef
30.
Zurück zum Zitat C. Wu, J. Jie, L. Wang, Y. Yu, Q. Peng, X. Zhang, J. Cai, H. Guo, D. Wu, Y. Jiang, Nanotechnology 21, 505203 (7pp) (2010) C. Wu, J. Jie, L. Wang, Y. Yu, Q. Peng, X. Zhang, J. Cai, H. Guo, D. Wu, Y. Jiang, Nanotechnology 21, 505203 (7pp) (2010)
31.
Zurück zum Zitat I.M. Dharmadasa, P.A. Bingham, O.K. Echendu, H.I. Salim, T. Druffe, R. Dharmadasa, G.U. Sumanasekera, R.R. Dharmadasa, M.B. Dergacheva, K.A. Mit, K.A. Urazov, L. Bowen, M. Walls, A. Abbas, Coating 4, 380–415 (2014)CrossRef I.M. Dharmadasa, P.A. Bingham, O.K. Echendu, H.I. Salim, T. Druffe, R. Dharmadasa, G.U. Sumanasekera, R.R. Dharmadasa, M.B. Dergacheva, K.A. Mit, K.A. Urazov, L. Bowen, M. Walls, A. Abbas, Coating 4, 380–415 (2014)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat K.S. Balakrishnan, A.C. Rastogi, Solar Energy Mater. 20, 417–434 (1990)CrossRef K.S. Balakrishnan, A.C. Rastogi, Solar Energy Mater. 20, 417–434 (1990)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat E. Bertran, J.L. Morenza, J. Esteve, Thin Solid Film 123, 297–306 (1985)CrossRef E. Bertran, J.L. Morenza, J. Esteve, Thin Solid Film 123, 297–306 (1985)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat W.J. Danaher, L.E. Lyons, G.C. Morris, Solar Energy Mater. 2, 137–148 (1985)CrossRef W.J. Danaher, L.E. Lyons, G.C. Morris, Solar Energy Mater. 2, 137–148 (1985)CrossRef
35.
36.
Zurück zum Zitat A. Bosio, N. Romeo, S. Mazzamuto, V. Canevari, Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 52, 247–279 (2006)CrossRef A. Bosio, N. Romeo, S. Mazzamuto, V. Canevari, Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 52, 247–279 (2006)CrossRef
38.
Zurück zum Zitat A.K. Mokhopadhyay, A.K. Chakraborty, A.P. Chatterjee, S.K. Lahiri, Thin Solid Film 209, 92–96 (1992)CrossRef A.K. Mokhopadhyay, A.K. Chakraborty, A.P. Chatterjee, S.K. Lahiri, Thin Solid Film 209, 92–96 (1992)CrossRef
Metadaten
Titel
Electrodeposition and characterisation of CdS thin films using thiourea precursor for application in solar cells
verfasst von
H. I. Salim
O. I. Olusola
A. A. Ojo
K. A. Urasov
M. B. Dergacheva
I. M. Dharmadasa
Publikationsdatum
07.03.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 7/2016
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-4629-8

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