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11.03.2019 | Ausgabe 8/2019

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 8/2019

Residual stress regulation for CZTSSe thin film on flexible titanium substrate by introducing a Ge transition layer

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics > Ausgabe 8/2019
Autoren:
Luanhong Sun, Honglie Shen, Hulin Huang, Jiale Yang, Yanqi Li
Wichtige Hinweise

Publisher’s Note

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

Abstract

In this paper, a sputtered Ge transition layer between Mo and flexible titanium substrate was used to regulate the residual stress of Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe) thin film. 15 nm thick Ge transition layer was proved to be the optimum thickness. A clear residual stress reduction from 3.26 to 0.57 GPa occurred after adding the optimized transition layer, which could be largely attributed to the relieved mismatch of Mo and titanium substrate. It was also found that the transition Ge layer about 15 nm could effectively enhance the crystal quality, grain size and compactness of CZTSSe thin film. However, further increased thickness beyond 15 nm was detrimental for solar cell application due to the increased residual stress. X-ray photoelectron spectroscopy revealed the transition layer did not diffuse into CZTSSe absorber during selenization process. The tape test revealed that 96.7% area of the film were still remained for the optimized CZTSSe thin film. After 100 bending tests, the cell attenuation with 15 nm Ge transition layer was 51% less than that without Ge transition layer.

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