Effect of Cd doping on the structural, optical, and photovoltaic properties of SnS films

材料科学 微晶 兴奋剂 晶格常数 带隙 分析化学(期刊) 正交晶系 薄膜 电介质 结晶度 化学浴沉积 晶体结构 结晶学 光学 衍射 纳米技术 光电子学 复合材料 化学 物理 色谱法 冶金
作者
Shahar Bano,M.I. Khan,Hind Albalawi,Ghalib ul Islam,Muhammad Hussnain Siddique,Tanveer Ahmad,Huda Alkhaldi,Lamia Ben Farhat,R. Ahson,Saddam Hussain
出处
期刊:Journal of materials research and technology [Elsevier BV]
卷期号:19: 1982-1992 被引量:36
标识
DOI:10.1016/j.jmrt.2022.05.137
摘要

This paper reports the fabrication of (0 wt. %, 0.5 wt. %, 1 wt. %, 1.5 wt. %, and 2 wt. %) cadmium-doped tin sulphide (Cd-SnS) thin films using sol-gel technique via green synthesis route. Aloe vera gel is used as a green extract to fast fabricate Cd-SnS films. X-ray diffraction (XRD), UV-Vis spectrophotometer, four-point probe method, and J-V measurements are used to determine the crystallographic structure, optical, electrical, and photovoltaic properties, respectively. Here, the detailed structure properties like crystallite size, dislocation line density, d-spacing, and lattice constants of pure and Cd-SnS films are calculated. XRD confirmed the Cd doping in SnS with an orthorhombic structure. The film of 1.5% Cd-SnS showed good structural properties like large crystallite size (29 nm), small d-spacing (2.82 Å), small dislocation line density (1.18 × 1015 m−2), and lattice constants (a = 11.86 Å, b = 3.92 Å, c = 4.33 Å). Optical parameters like bandgap energy (Eg), extinction coefficient (k), refractive index (n), and dielectric constants (n) are calculated by using a UV-Vis spectrophotometer. Cd doped decreased the Eg of SnS. The low value of Eg (1.40 eV) is observed by 1.5% of Cd doping in SnS. A four-point probe approach is used to evaluate the sheet resistivity of Cd-SnS thin films at ambient temperature. The reduced value of sheet resistivity (1.3 × 104 Ω-cm) is achieved at 1.5% Cd doping. Solar cells of these films are fabricated. The geometry of the Cd-SnS solar cell is glass/FTO/TiO2/SnS/P3HT/Au. The open-circuit voltage (Voc), fill factor (FF), efficiency (η), and short circuit current density (Jsc) of solar cells are determined using a J-V curve. For pure SnS based solar cells, Voc is 0.702 V, Jsc is 2.04 mA cm−2, FF is 0.578, and η is 0.82%. All the factors except Voc are increased by Cd doping. The highest efficiency (1.34%) is obtained using a 1.5% Cd-doped SnS film-based solar cell. This efficiency is 61% higher than pure SnS based solar cells. These cells have a low-cost and long life time because there is no chemical corrosion like dye-sensitized solar cells.

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
万能图书馆应助Docsiwen采纳,获得10
1秒前
1秒前
所所应助陈敏采纳,获得10
2秒前
暮霭沉沉应助悦耳鲜花采纳,获得10
2秒前
3秒前
希望天下0贩的0应助kkk采纳,获得10
3秒前
3秒前
飞盘通发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
西哥发布了新的文献求助10
4秒前
酷波er应助哈哈哈采纳,获得10
4秒前
传奇3应助舒适的以南采纳,获得10
4秒前
5秒前
我是老大应助wonderingria采纳,获得10
5秒前
辛勤的小鸽子完成签到,获得积分10
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
6秒前
shushu发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
7秒前
FJM完成签到,获得积分10
7秒前
洋葱王子发布了新的文献求助10
7秒前
yuyu877发布了新的文献求助10
7秒前
念0完成签到 ,获得积分10
8秒前
阿阮发布了新的文献求助10
9秒前
文献一搜就出完成签到,获得积分10
9秒前
arron完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
ZHOUZHOU发布了新的文献求助10
9秒前
wwcome发布了新的文献求助10
9秒前
共享精神应助Parsifal采纳,获得10
10秒前
11秒前
hu发布了新的文献求助10
11秒前
linkman发布了新的文献求助20
11秒前
飞翔的发布了新的文献求助10
11秒前
平淡的鹰发布了新的文献求助10
12秒前
蓝色的云完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
星辰大海应助33采纳,获得10
13秒前
13秒前
高分求助中
(禁止应助)【重要!!请各位详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Plutonium Handbook 4000
International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants (Madrid Code) (Regnum Vegetabile) 1500
Building Quantum Computers 1000
Molecular Cloning: A Laboratory Manual (Fourth Edition) 500
Social Epistemology: The Niches for Knowledge and Ignorance 500
优秀运动员运动寿命的人文社会学因素研究 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 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4230927
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3764489
关于积分的说明 11828594
捐赠科研通 3423517
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1878693
邀请新用户注册赠送积分活动 931757
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 839316