zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-645Research ArticleСтатьиФАЗОВЫЙ СОСТАВ, МИКРОСТРУКТУРА И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТОНКИХ ПЛЕНОК Cu2SnS3PHASE COMPOSITION, MICROSTRUCTURE, AND OPTICAL PROPERTIES OF Cu2SnS3 THIN FILMSЗарецкаяЕ. П.ZaretskayaE. P.ezaret@ifttp.bas-net.byГременокВ. Ф.GremenokV. F.

Minsk, 220072

ИвановВ. А.IvanoyV. A.

Minsk, 220072

СтанчикА. В.StanchikA. V.

Minsk, 220072

БородавченкоО. М.BorodavchenkoO. M.

Minsk, 220072

ЖигулинД. В.ZhyhulinD. V.ОсчеликС.ÖzçelikS.sozcelik@gazi.edu.trАкчайН.AkcayN.neslihanakcay@baskent.edu.trНаучно-практичеcкий центр НАН Беларуси по материаловедениюState Scientific and Production Association, Scientific-Practical Materials Research Centre of the National Academy of Sciences of BelarusГосударственный центр “Белмикроанализ” филиала научно-технического центра “Белмикросистемы” ОАО “ИНТЕГРАЛ” — управляющая компания холдинга “ИНТЕГРАЛ”JSC “INTEGRAL” – “INTEGRAL” Holding Managing CompanyУниверситет Гази, научно-исследовательский центр фотоникиGazi University, Photonics Application & Research Center202030062020873462468Copyright © Зарецкая Е.П., Гременок В.Ф., Иванов В.А., Станчик А.В., Бородавченко О.М., Жигулин Д.В., Осчелик С., Акчай Н., 20202020Зарецкая Е.П., Гременок В.Ф., Иванов В.А., Станчик А.В., Бородавченко О.М., Жигулин Д.В., Осчелик С., Акчай Н.Zaretskaya E.P., Gremenok V.F., Ivanoy V.A., Stanchik A.V., Borodavchenko O.M., Zhyhulin D.V., Özçelik S., Akcay N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/645

Тонкие пленки Cu2SnS3 (CTS) получены путем осаждения слоев Sn/Cu методом ВЧ распыления с последующим отжигом в атмосфере Ar/S с источниками S и Sn. По данным рентгеноструктурного анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния света показано, что однофазные CTS-пленки моноклинной структуры со следами фазы CuxS формируются при температуре 520 °C. Методом сканирующей электронной микроскопии выявлена компактная и однородная микроструктура поликристаллических CTS-слоев. В спектрах фотолюминесценции пленок CTS моноклинной модификации проявляется одна широкая полоса в диапазоне энергий 0.7—1.0 эВ, обусловленная оптическими переходами электронов из зоны проводимости на глубокие энергетические уровни дефектов акцепторного типа.

The Cu2SnS3 (CTS) thin films were produced by deposition of Sn/Cu layers by RF sputtering followed by annealing in an Ar/S atmosphere with S and Sn sources. According to XRD analyses and Raman spectroscopy, it was shown that single-phase CTS films of a monoclinic structure with traces of the CuxS phase were formed at a temperature of 520 °C. The scanning electron spectroscopy revealed a compact and homogeneous microstructure of the polycrystalline CTS layers. Photoluminescence spectra of the СTS films of monoclinic modification show one wide peak in the energy range of 0.7—1.0 eV, due to optical transitions of electrons from the conduction band to deep energy levels of acceptor-type defects.

солнечный элементCu2SnS3тонкая пленкакристаллическая структураспектроскопия комбинационного рассеяния светафотолюминесценцияsolar cellCu2SnS3thin filmcrystal structureRaman spectroscopyphotoluminecsenceИсследования выполнены при финансовой поддержке Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований (грант № Ф18ТЮБ-006) и Совета по научно-техническим исследованиям Турции TUBITAK (TR) (грант № 118 F009).ReferencesP. Jackson, R. Wuerz, D. Hariskos, E. Lotter, W. Witte, M. Powalla. Phys. Status Solidi – Rapid Res. Lett., 10 (2016) 583—586P. Jackson, R. Wuerz, D. Hariskos, E. Lotter, W. Witte, M. Powalla. Phys. Status Solidi – Rapid Res. Lett., 10 (2016) 583—586W. Wang, M. T. Winkler, O. Gunawan, T. Gokmen, T. K. Todorov, Y. Zhu, D. B. Mitzi. Adv. Energy Mater., 4 (2014) 1301465(1—5)W. Wang, M. T. Winkler, O. Gunawan, T. Gokmen, T. K. Todorov, Y. Zhu, D. B. Mitzi. Adv. Energy Mater., 4 (2014) 1301465(1—5)M. Onoda, X. Chen, A. Sato, H. Wada. Mater. Res. Bull., 35 (2000) 1563—1570M. Onoda, X. Chen, A. Sato, H. Wada. Mater. Res. Bull., 35 (2000) 1563—1570D. Avellaneda, M. T. S. Nair, P. K. Nair. J. Electrochem. Soc., 157 (2010) D346—D352D. Avellaneda, M. T. S. Nair, P. K. Nair. J. Electrochem. Soc., 157 (2010) D346—D352N. Aihara, H. Araki, A. Takeuchi, K. Jimbo, H. Katagiri. Phys. Status Solidi, 10 (2013) 1086—1091N. Aihara, H. Araki, A. Takeuchi, K. Jimbo, H. Katagiri. Phys. Status Solidi, 10 (2013) 1086—1091P. A. Fernandes, P. M. P. Salomé, A. F. da Cunha. J. Phys. D: Appl. Phys., 43 (2010) 215403P. A. Fernandes, P. M. P. Salomé, A. F. da Cunha. J. Phys. D: Appl. Phys., 43 (2010) 215403A. Kuku, O. A. Fakolujo. Sol. Energy Mater., 16 (1987) 199—204A. Kuku, O. A. Fakolujo. Sol. Energy Mater., 16 (1987) 199—204A. Kanai, K. Toyonaga, K. Chino, H. Katagiri, H. Araki. Jpn. J. Appl. Phys., 54 (2015) 08KC06(1—4)A. Kanai, K. Toyonaga, K. Chino, H. Katagiri, H. Araki. Jpn. J. Appl. Phys., 54 (2015) 08KC06(1—4)M. Nakashima, J. Fujimoto, T. Yamaguchi, M. Izaki. Appl. Phys. Express, 8 (2015) 042303(1—4)M. Nakashima, J. Fujimoto, T. Yamaguchi, M. Izaki. Appl. Phys. Express, 8 (2015) 042303(1—4)A. C. Lokhande, R. B. V Chalapathy, M. He, E. Jo, M. Gang, S. A. Pawar, C. D. Lokhande, J. H. Kim. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 153 (2016) 84—107A. C. Lokhande, R. B. V Chalapathy, M. He, E. Jo, M. Gang, S. A. Pawar, C. D. Lokhande, J. H. Kim. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 153 (2016) 84—107R. Chierchia, F. Pigna, M. Valentini, C. Malerba, E. Salza, P. Mangiapane, T. Polichetti, A. Mittiga. Phys. Status Solidi Curr. Top. Solid State Phys., 13 (2016) 35—39R. Chierchia, F. Pigna, M. Valentini, C. Malerba, E. Salza, P. Mangiapane, T. Polichetti, A. Mittiga. Phys. Status Solidi Curr. Top. Solid State Phys., 13 (2016) 35—39D. Tiwari, T. K. Chaudhuri, T. Shripathi, U. Deshpande, V. G. Sathe. Appl. Phys. Mater. Sci. Process., 117 (2014) 1139—1146D. Tiwari, T. K. Chaudhuri, T. Shripathi, U. Deshpande, V. G. Sathe. Appl. Phys. Mater. Sci. Process., 117 (2014) 1139—1146D. Tiwari, T. K. Chaudhuri, T. Shripathi, U. Deshpande, R. Rawat. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 113 (2013) 165—170D. Tiwari, T. K. Chaudhuri, T. Shripathi, U. Deshpande, R. Rawat. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 113 (2013) 165—170J. Li, J. Huang, Y. Zhang, Y. Wang, C. Xue, G. Jiang, W. Liu, C. Zhu. RSC Adv., 6 (2016) 58786—58795J. Li, J. Huang, Y. Zhang, Y. Wang, C. Xue, G. Jiang, W. Liu, C. Zhu. RSC Adv., 6 (2016) 58786—58795H. Dahman, L. El Mir, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 26 (2015) 6032—6039H. Dahman, L. El Mir, J. Mater. Sci. Mater. Electron., 26 (2015) 6032—6039J. Han, Y. Zhou, Y. Tian, Z. Huang, X. Wang, J. Zhong, Z. Xia, B. Yang, H. Song, J. Tang. Front. Optoelectron., 7 (2014) 37—45J. Han, Y. Zhou, Y. Tian, Z. Huang, X. Wang, J. Zhong, Z. Xia, B. Yang, H. Song, J. Tang. Front. Optoelectron., 7 (2014) 37—45T. K. Todorov, J. Tang, S. Bag, O. Gunawan, T. Gokmen, Y. Zhu, D. B. Mitzi. Adv. Energy Mater., 3 (2013) 34—38T. K. Todorov, J. Tang, S. Bag, O. Gunawan, T. Gokmen, Y. Zhu, D. B. Mitzi. Adv. Energy Mater., 3 (2013) 34—38M. Ferrari, L. Lutterotti. J. Appl. Phys., 76, N 11 (1994) 7246—7255M. Ferrari, L. Lutterotti. J. Appl. Phys., 76, N 11 (1994) 7246—7255H.-R. Wenk, S. Matthies, L. Lutterotti. Mater. Sci. Forum, 157–162 (1194) 473—480H.-R. Wenk, S. Matthies, L. Lutterotti. Mater. Sci. Forum, 157–162 (1194) 473—480L. Lutterotti, S. Matthies, H.-R. Wenk, A. J. Schultz, J. Richardson. J. Appl. Phys., 81, N 2 (1997) 594—600L. Lutterotti, S. Matthies, H.-R. Wenk, A. J. Schultz, J. Richardson. J. Appl. Phys., 81, N 2 (1997) 594—600Pawel Zawadzki, Lauryn L. Baranowski, Haowei Peng, Eric S. Toberer, David S. Ginley, William Tumas, Andriy Zakutayev, Stephan Lany. Appl. Phys. Lett., 103, N 25 (2013) 253902Pawel Zawadzki, Lauryn L. Baranowski, Haowei Peng, Eric S. Toberer, David S. Ginley, William Tumas, Andriy Zakutayev, Stephan Lany. Appl. Phys. Lett., 103, N 25 (2013) 253902G. Marcano, C. Rincón, Rincon, S. A. Lopez, G. Sanchez Perez, J. L. Herrera- Perez, J. G. Mendoza-Alvarez, P. Rodriguez. Solid State Commun., 151, N 1 (2011) 84—86G. Marcano, C. Rincón, Rincon, S. A. Lopez, G. Sanchez Perez, J. L. Herrera- Perez, J. G. Mendoza-Alvarez, P. Rodriguez. Solid State Commun., 151, N 1 (2011) 84—86G. E. Delgado, A. J. Mora, G. Marcano, C. Rincón. Mater. Res. Bull., 38 (2003) 1949—1953G. E. Delgado, A. J. Mora, G. Marcano, C. Rincón. Mater. Res. Bull., 38 (2003) 1949—1953T. J. Wieting T. J. J. LVerble. Phys. Rev. B, 3 (1971) 4286—4292T. J. Wieting T. J. J. LVerble. Phys. Rev. B, 3 (1971) 4286—4292J. de Wild, E. Kalesaki, L. Wirtz, P. J. Dale. Phys. Status Solidi RRL, 11 (2017) 1600410J. de Wild, E. Kalesaki, L. Wirtz, P. J. Dale. Phys. Status Solidi RRL, 11 (2017) 1600410Crovetto, R. Chen, R. B. Ettlinger, A. C. Cazzaniga, J. Schou, C. Persson, O. Hansen. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 154 (2016) 121—129Crovetto, R. Chen, R. B. Ettlinger, A. C. Cazzaniga, J. Schou, C. Persson, O. Hansen. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 154 (2016) 121—129N. Aihara, Y. Matsumoto, K. Tanaka. Appl. Phys. Lett., 108 (2016) 092107N. Aihara, Y. Matsumoto, K. Tanaka. Appl. Phys. Lett., 108 (2016) 092107T. Raadik, M. Grossberg, J. Krustok, M. Kauk-Kuusik, A. Crovetto, R. Bolz Ettinger, O. Hansen, J. Schou. Appl. Phys. Lett., 110 (2017) 261105T. Raadik, M. Grossberg, J. Krustok, M. Kauk-Kuusik, A. Crovetto, R. Bolz Ettinger, O. Hansen, J. Schou. Appl. Phys. Lett., 110 (2017) 261105

The authors declare that there are no conflicts of interest present.