无序对 Cu$_2$SnS$_3$ 中载流子输运的影响
材料科学
2015-04-07 v1
摘要
近年来，由于包括阳离子无序在内的若干材料问题，CuZnSn(S,Se) 光伏器件效率的进一步提升受到阻碍。CuSnS 是一种有前景的新型吸收材料，近年来引起了广泛关注。然而，与 CZTS 类似，CuSnS 也表现出阳离子无序。在本工作中，我们开发了合成技术以控制 CuSnS 薄膜中的无序。通过调控该材料中的无序，我们观察到了晶体结构的变化并检测到多数载流子（空穴）输运的改善。然而，当使用光泵浦太赫兹探测光谱研究少数载流子（电子）输运时，在有序和无序的 CuSnS 之间观察到的差异极小。结合这些结果与第一性原理和蒙特卡洛理论计算，我们得出结论：即使是表面“有序”的 CuSnS，其少数载流子输运特性也对应于无序结构。透射电子显微镜（TEM）成像观察到所有样品中均存在扩展平面缺陷，这表明即使使用传统结构表征方法无法检测到，无序依然存在。本研究的结果突显了进一步改进基于 CuSnS 的光伏器件所面临的一些挑战，并对其他无序多元半导体（如 CZTS）具有启示意义。
引用
@article{arxiv.1504.01327,
title = {Effects of disorder on carrier transport in Cu$_2$SnS$_3$},
author = {Lauryn L. Baranowski and Kevin McLaughlin and Pawel Zawadzki and Stephan Lany and Andrew Norman and Hannes Hempel and Rainer Eichberger and Thomas Unold and Eric S. Toberer and Andriy Zakutayev},
journal= {arXiv preprint arXiv:1504.01327},
year = {2015}
}