Preparation and characterization of SnO2: F thin films deposited by spray pyrolysis technique for TCO´s applications
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Thin films of SnO2:F were deposited on glass substrates using spray pyrolysis technique. A solution of tin dichloride SnCl2.2H2O, to which was added ammonium fluoride (10 wt. % NH4F) in order to improve its optical and electrical properties, was used for sample preparation. The films were deposited with different thicknesses, since 140 nm to 732 nm and sintered at 500 °C. Semi-automated deposition equipment allowed thickness control of the samples. The surface morphology of the films was study by Scanning Electron Microscopy (SEM). UV-visible spectroscopy revealed that the films have a high optical transmittance in the visible range, between 74 and 87 %, while the average band gap is around 3,99 eV. Using the four-point Van der Pauw technique, the electrical properties of the samples were studied. The minimum sheet resistance obtained was 78,7 Ω / for a thickness of 356 nm which correspond to a resistivity and figure of merit values of 2,80x10-3 Ω-cm and 2,00x10-3 Ω-1 respectively. The excellent optical and electrical properties obtained are comparable with results obtained using more expensive techniques. Therefore, the spray pyrolysis technique can be considered as an economical alternative and viable for mass production of transparent conducting oxides for use in solar cells, transparent electrodes and other optoelectronic devices.
Películas delgadas de SnO2:F fueron depositadas sobre substratos de vidrio utilizando la técnica de rocío pirolítico. Para la preparación de las muestras, se utilizó una solución de dicloruro de estaño SnCl22H2O a la cual se le añadió fluoruro de amonio (10 wt. % NH4F) con el fin de mejorar sus propiedades ópticas y eléctricas. Las películas se prepararon con diferentes espesores de 140 nm a 732 nm y sinterizadas a una temperatura de 500 °C. Un equipo de deposición semi-automatizado permitió controlar el espesor de las muestras. La morfología superficial de las películas fue estudiada por Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) y las propiedades ópticas fueron estudiadas por espectroscopia UV-Visible. Los resultados mostraron que las películas poseen una alta transmitancia en el visible aproximadamente de 74% a 87%, siendo el promedio de ancho de banda prohibida alrededor de 3,99 eV. Usando la técnica de cuatro puntas de Van der Pauw, se estudiaron las propiedades eléctricas de las muestras. El valor mínimo de resistencia laminar obtenido fue de 78,7 Ω / para un espesor de 356 nm, el cual corresponde a una resistividad y figura de mérito de 2,80x10-3 Ω-cm y 2,00x10-3 Ω-1 respectivamente. Las excelentes propiedades ópticas y eléctricas obtenidas son comparables con resultados obtenidos utilizando técnicas más costosas. Por tanto, la técnica de rocío pirolítico puede ser considerada como una alternativa económica y viable para la producción en masa de óxidos conductores transparentes y su aplicación en celdas solares, electrodos transparentes, dispositivos optoelectrónicos entre otros.
- Publication Year
- 2016
- Language
- spa
- Topic
- Solar Cells, Ceramic, Nanotechnology, Tin oxide, Thin film, Spray pyrolysis, Semiconductor.
Celdas solares, Cerámico, Nanotecnología, Óxido de estaño, Película delgada, Rocío pirolítico, Semiconductor
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