MARC details
| 000 -LEADER |
|---|
| fixed length control field |
14980namaa22004451c 4500 |
| 003 - CONTROL NUMBER IDENTIFIER |
|---|
| control field |
OSt |
| 005 - أخر تعامل مع التسجيلة |
|---|
| control field |
20250223033259.0 |
| 008 - FIXED-LENGTH DATA ELEMENTS--GENERAL INFORMATION |
|---|
| fixed length control field |
240917b2022 |||a|||f |m|| 000 0 eng d |
| 040 ## - CATALOGING SOURCE |
|---|
| Original cataloguing agency |
EG-GICUC |
| Language of cataloging |
eng |
| Transcribing agency |
EG-GICUC |
| Modifying agency |
EG-GICUC |
| Description conventions |
rda |
| 041 0# - LANGUAGE CODE |
|---|
| Language code of text/sound track or separate title |
eng |
| Language code of summary or abstract |
eng |
| -- |
ara |
| 049 ## - Acquisition Source |
|---|
| Acquisition Source |
Deposite |
| 082 04 - DEWEY DECIMAL CLASSIFICATION NUMBER |
|---|
| Classification number |
621.31244 |
| 092 ## - LOCALLY ASSIGNED DEWEY CALL NUMBER (OCLC) |
|---|
| Classification number |
621.31244 |
| Edition number |
21 |
| 097 ## - Degree |
|---|
| Degree |
Ph.D |
| 099 ## - LOCAL FREE-TEXT CALL NUMBER (OCLC) |
|---|
| Local Call Number |
Cai01.24.12.Ph.D.2022.Ol.O |
| 100 0# - MAIN ENTRY--PERSONAL NAME |
|---|
| Authority record control number or standard number |
Ola Gamal Allam Moustafa, |
| Preparation |
preparation. |
| 245 10 - TITLE STATEMENT |
|---|
| Title |
Optimization of low cost materials for high efficiency solar cell applications / |
| Statement of responsibility, etc. |
by Ola Gamal Allam Moustafa , advisors prof. Yehia Badr, Prof. Yehia Badr, Prof. Mostafa Boshta. |
| 246 15 - VARYING FORM OF TITLE |
|---|
| Title proper/short title |
/تحسين مواد منخفضة التكلفة لتطبيقات الخلايا الشمسية عالية الكفاءة |
| 264 #0 - PRODUCTION, PUBLICATION, DISTRIBUTION, MANUFACTURE, AND COPYRIGHT NOTICE |
|---|
| Date of production, publication, distribution, manufacture, or copyright notice |
2022. |
| 300 ## - PHYSICAL DESCRIPTION |
|---|
| Extent |
100 pages : |
| Other physical details |
illustrations ; |
| Dimensions |
25 cm. + |
| Accompanying material |
CD. |
| 336 ## - CONTENT TYPE |
|---|
| Content type term |
text |
| Source |
rda content |
| 337 ## - MEDIA TYPE |
|---|
| Media type term |
Unmediated |
| Source |
rdamedia |
| 338 ## - CARRIER TYPE |
|---|
| Carrier type term |
volume |
| Source |
rdacarrier |
| 502 ## - DISSERTATION NOTE |
|---|
| Dissertation note |
Thesis (Ph.D)-Cairo University, 2022. |
| 504 ## - BIBLIOGRAPHY, ETC. NOTE |
|---|
| Bibliography, etc. note |
Bibliography: pages 77-93. |
| 520 ## - SUMMARY, ETC. |
|---|
| Summary, etc. |
Cu2ZnSnS4 (CZTS) and (Cu2ZnSn (SxSe1-x)4 CZTSSe kesterite compounds have potential properties for low-cost thin-film solar cells. It is made up of abundant elements as well as non-toxic material, and it has desirable properties for thin film photovoltaic (PV) applications, such as a high absorption coefficient of close to 10-4 cm-1 and a band gap of 1.5 and 1.25 eV for CZTS and CZTSSe, respectively. Spray pyrolysis was used to successfully produce CZTS to obtain high-quality CZTS thin films at different deposition temperatures (350, 375, 400 oC), CZTS water-based precursors were deposited onto clean glass (SLG) and Molybdenum (Mo) substrates at optimum deposition parameters. Investigating the effect of annealing processes in chalcogen atmospheres (S, Sn) for sulfurization and (Se and SnSe) for selenization at 530 oC for 30 minutes on crystal structure, composition, morphology, and band gap. The average crystallite size of as-deposited CZTS thin films is 9.42 nm, 10.30 nm, and 11.07 nm. It was also found that the size of crystallite increases with annealing to be 54.64, 51.23, and 48.16 nm for films deposited at 350, 375, and 400 oC, respectively. Raman measurements confirmed that the main peaks of CZTS for various fabrication conditions were at 337 cm-1, which corresponds to the A1 mode of single phase CZTS, and two dominant Raman peaks were observed and assigned to A symmetry modes: CZTSe -like (165-205 cm-1). Where the main peaks for thin films after annealing become narrower and sharper than as-deposited, indicating crystallinity improvement. Moreover, the SEM measurements confirm that annealing improved the surface morphology and resulted in a densified and large grain structure, which improves device performance. The average diameter grain size of CZTS thin films determined by ImageJ increases with increasing deposition temperature and was found to be within the range of ~ 536.5, 554, and 636.5 nm for 350, 375, and 400 ℃, respectively. In addition, cross-section images for the absorbers show an increase in CZTS thickness from 1.1 m to 1.16 m for annealed CZTSSe films. The compositional ratios of CZTS were confirmed by EDX found to be Cu/(Zn + Sn) ratio was found to be 0.9, 1.2, and 0.9 after 30 minutes of annealing at 530 °C, and the Zn/Sn ratio was found to be 1.06, 1.00, and 1.2 at 350, 375, and 400 °C, respectively and annealed CZTSSe sample has a Cu/(Zn+Sn) ratio of 0.95 and a Zn/Sn ratio of 1.27. Furthermore, the results confirm the overlapping of Mo and S lines,<br/>The EDX measurements confirmed the uniform distribution of all elements. This means that the Mo and S elements are evenly distributed throughout the sample, rather than being concentrated in certain areas or regions. Therefore, it can be concluded that the sample contains both Mo and S and that these elements are uniformly distributed throughout the sample. Finally, the band gaps of annealed samples were found to be 1.5 and 1.25 for CZTS and CZTSSe, respectively. According to the results, the best conditions for synthesizing high quilty CZTS and CZTSSe absorbers layers by spray pyrolysis are spraying the samples at Mo substrate for 30 minutes at 400 °C, then annealing for 30 minutes at 530 °C in (S, Sn) for sulfurization and (Se and SnSe) for selenization. This gives Cu-poor and Zn-rich composition structures for high-performance solar cells. A thin layer of CdS was deposited on the optimum absorber layer of SLG/Mo/CZTS prepared by normal chemical bath deposition (CBD) and laser-assisted chemical bath deposition (LACBD) by in-situ irradiation of the bath with a diode-pumped solid-state (DPSS) at 532 nm with laser power estimated was 24 mW and the laser fluence ~ 75 mJ/cm2. A comparison of samples grown by laser-assisted and standard chemical bath deposition was performed. The results showed that the thickness of CdS thin films grown in a laser-irradiated bath was 90 nm greater than that of CBD-formed films at 60 nm. This implied that the additional photon energy supplied by the laser radiation accelerated film growth, which is suitable for solar cell devices. The i-ZnO window layers with a thickness of around 50 nm were sputtered on top of CdS. The CZTS and CZTSSe devices were finished with a sputtered ZnO: Al (500 nm) layer. The samples' I-V curves were measured in both the dark and under illumination using a solar simulator (AM 1.5 G irradiation, 1000 W/m2). The well-established CZTS device with ideal nanostructure (SLG / Mo / CZTS / CdS / IZnO / AZnO) shows the Voc and Isc were 199.33 mV and 12.17 mA/cm2, respectively. The fill factor and efficiency of the device were 37.65% and 0.91%, respectively. <br/>As a result, the CZTSSe solar cell sample achieved the best PV performance with an open-circuit voltage (Voc) of 298 mV, a short-circuit current density (Jsc) of 14.5 mA/ cm2, a fill factor (FF) of 40 %, and a η value of 1.7 % was achieved in the CZTSSe solar cell sample. The thesis has shown that PV devices can be manufactured and has confirmed some parameters for optimizing this process. This work has identified many issues that require further investigation, and some recommendations for future work are made here. Different chemical precursors and solvents, as well as optimizing deposition techniques, including the drying process, are used to produce uniform, high-quality films. Controlling the composition of the final CZTS device requires better understanding. Controlling interface reactions between Mo/CZTS and CZTS/CdS layers requires more research into their properties and their effects on CZTS device performance. The effects of secondary phase passivation and element diffusion between layers using ultra-thin intermediate layers between the layers Mo/CZTS/CdS on CZTS device performance would also be studied.<br/> |
| 520 ## - SUMMARY, ETC. |
|---|
| Summary, etc. |
و (Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 CZTSSe مركبات كيستريت لها خصائص محتملة للخلايا الشمسية ذات الأغشية الرقيقة منخفضة التكلفة. وتتكون من عناصر وفيرة بالإضافة إلى مواد غير سامة ، ولها خصائص مرغوبة تطبيقات الخلايا الكهروضوئية ذات الأغشية الرقيقة (PV) ، مثل معامل الامتصاص العالي الذي يقارب 10-4 سم -1 وفجوة النطاق 1.5 و 1.25 فولت لـ CZTS و CZTSSe ، على التوالي. تم استخدام الانحلال الحراري بالرش لإنتاج CZTS بنجاح للحصول على نسبة عالية - أغشية CZTS الرقيقة عالية الجودة عند درجات حرارة ترسيب مختلفة (350 ، 375 ، 400 درجة مئوية) ، تم ترسيب المواد الأولية ذات الأساس المائي CZTS على ركائز زجاجية نظيفة (SLG) وموليبدينوم (Mo) عند معايير الترسيب المثلى. التحقيق في تأثير عمليات التلدين في الكالكوجين الغلاف الجوي (S ، Sn) للكبريت و (Se و SnSe) للتحول عند 530 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة على التركيب البلوري والتركيب والتشكل وفجوة النطاق.متوسط الحجم البلوري للأغشية الرقيقة CZTS المترسبة هو 9.42 نانومتر ، 10.30 نانومتر و 11.07 نانومتر . كما وجد أن حجم البلورات يزداد مع التلدين إلى 54.64 و 51.23 و 48.16 نانومتر للأغشية المودعة عند 350 و 375 و 400 درجة مئوية على التوالي. أكدت قياسات رامان أن القمم الرئيسية لـ CZTS لظروف التصنيع المختلفة كانت عند 337 سم -1 ، وهو ما يتوافق مع الوضع A1 للطور أحادي الطور CZTS ، وقد لوحظت قمتا رامان المهيمنتان وتم تخصيصهما لأوضاع التناظر A: CZTSe-like (165) - 205 سم - 1). حيث تصبح القمم الرئيسية للأغشية الرقيقة بعد التلدين أضيق وأكثر حدة من تلك المترسبة ، مما يشير إلى تحسن التبلور. علاوة على ذلك ، تؤكد قياسات SEM أن التلدين أدى إلى تحسين شكل السطح وأدى إلى تكوين بنية حبيبية كبيرة ومكثفة ، مما يحسن أداء الجهاز. يزداد متوسط حجم قطر الحبوب للأغشية الرقيقة CZTS التي يحددها ImageJ مع زيادة درجة حرارة الترسيب ووجد أنه يقع في نطاق ~ 536.5 و 554 و 636.5 نانومتر لـ 350 و 375 و 400 ℃ ، على التوالي. بالإضافة إلى ذلك ، تُظهر صور المقطع العرضي لأجهزة الامتصاص زيادة في سمك CZTS من 1.1 مترًا إلى 1.16 مترًا لأفلام CZTSSe الملدنة. تم تأكيد النسب التركيبية لـ CZTS بواسطة EDX وجد أن نسبة Cu / (Zn + Sn) وجدت 0.9 و 1.2 و 0.9 بعد 30 دقيقة من التلدين عند 530 درجة مئوية ، ووجد أن نسبة Zn / Sn هي 1.06 و 1.00 و 1.2 عند 350 و 375 و 400 درجة مئوية على التوالي وعينة CZTSSe الملدنة لها نسبة Cu / (Zn + Sn) تبلغ 0.95 ونسبة Zn / Sn تبلغ 1.27. علاوة على ذلك ، تؤكد النتائج تداخل خطوط Mo و S ، وأكدت قياسات EDX التوزيع المنتظم لجميع العناصر. أخيرًا ، تم العثور على فجوات النطاق للعينات الملدنة لتكون 1.5 و 1.25 لـ CZTS و CZTSSe ، على التوالي. وفقًا للنتائج ، فإن أفضل الظروف لتركيب طبقات ماصة CZTS و CZTSSe عالية الجودة عن طريق الانحلال الحراري بالرش هي رش العينات في ركيزة Mo لمدة 30 دقيقة عند 400 درجة مئوية ، ثم التلدين لمدة 30 دقيقة عند 530 درجة مئوية في (S ، Sn) للكبريت و (Se و SnSe) للسيلين. وهذا يعطي هياكل تكوين فقيرة بالنحاس وغنية بالزنك للخلايا الشمسية عالية الأداء. تم ترسيب طبقة رقيقة من CdS على طبقة الامتصاص المثلى لـ SLG / Mo / CZTS المحضرة بواسطة ترسيب حمام كيميائي عادي (CBD) وترسيب حمام كيميائي بمساعدة الليزر (LACBD) عن طريق التشعيع في الموقع للحمام باستخدام ديود ضخ. الحالة الصلبة (DPSS) الثاني) عند 532 نانومتر مع طاقة الليزر المقدرة كانت 24 ميجاوات وفلقة الليزر حوالي 75 مللي جول / سم 2. تم إجراء مقارنة بين العينات المزروعة بواسطة ترسيب الحمام الكيميائي القياسي بمساعدة الليزر. أظهرت النتائج أن سماكة الأغشية الرقيقة CdS المزروعة في حمام مشع بالليزر كانت 90 نانومتر أكبر من تلك الموجودة في الأفلام المشكَّلة CBD عند 60 نانومتر. هذا يعني أن طاقة الفوتون الإضافية التي يوفرها إشعاع الليزر تسرع نمو الغشاء ، وهو مناسب لأجهزة الخلايا الشمسية. تم رش طبقات نافذة i-ZnO التي يبلغ سمكها حوالي 50 نانومتر فوق CdS. تم الانتهاء من أجهزة CZTS و CZTSSe بطبقة ZnO: Al (500 نانومتر) المتناثرة. تم قياس منحنيات I-V للعينات في كل من الظلام وتحت الإضاءة باستخدام جهاز محاكاة للطاقة الشمسية (إشعاع AM 1.5 G ، 1000 واط / م 2). يُظهر جهاز CZTS الراسخ ذو البنية النانوية المثالية (SLG / Mo / CZTS / CdS / IZnO / AZnO) أن Voc و Isc كانا 199.33 مللي فولت و 12.17 مللي أمبير / سم 2 ، على التوالي. كان معامل التعبئة وكفاءة الجهاز 37.65٪ و 0.91٪ على التوالي.<br/>نتيجة لذلك ، حققت عينة الخلايا الشمسية CZTSSe أفضل أداء PV بجهد دائرة مفتوحة (Voc) يبلغ 298 مللي فولت ، وكثافة تيار ماس كهربائى (Jsc) تبلغ 14.5 مللي أمبير / سم 2 ، وعامل تعبئة (FF) يبلغ 40 ٪ ، وقيمة η 1.7 ٪ تم تحقيقها في عينة الخلايا الشمسية CZTSSe. أظهرت الأطروحة أنه يمكن تصنيع الأجهزة الكهروضوئية وأكدت بعض المعلمات لتحسين هذه العملية. لقد حدد هذا العمل العديد من القضايا التي تتطلب مزيدًا من التحقيق ، ويتم تقديم بعض التوصيات للعمل المستقبلي هنا. السلائف والمذيبات الكيميائية المختلفة ، وكذلك تحسين تقنية الترسيب<br/> |
| 530 ## - ADDITIONAL PHYSICAL FORM AVAILABLE NOTE |
|---|
| Issues CD |
Issues also as CD. |
| 546 ## - LANGUAGE NOTE |
|---|
| Text Language |
Text in English and abstract in Arabic & English. |
| 650 #7 - SUBJECT ADDED ENTRY--TOPICAL TERM |
|---|
| Topical term or geographic name entry element |
Generating electricity from solar radiation |
| Source of heading or term |
qrmak |
| 653 #0 - INDEX TERM--UNCONTROLLED |
|---|
| Uncontrolled term |
photovoltaic (PV) applications |
| -- |
Spray pyrolysis |
| -- |
kesterite compounds |
| -- |
high-quality CZTS thin films |
| 700 0# - ADDED ENTRY--PERSONAL NAME |
|---|
| Personal name |
Yehia Badr |
| Relator term |
thesis advisor. |
| 700 0# - ADDED ENTRY--PERSONAL NAME |
|---|
| Personal name |
Hamed Kandel |
| Relator term |
thesis advisor. |
| 700 0# - ADDED ENTRY--PERSONAL NAME |
|---|
| Personal name |
Mostafa Boshta |
| Relator term |
thesis advisor. |
| 700 0# - ADDED ENTRY--PERSONAL NAME |
|---|
| Personal name |
Salah Obayya |
| Relator term |
thesis advisor. |
| 900 ## - Thesis Information |
|---|
| Grant date |
01-01-2022 |
| Supervisory body |
Yehia Badr |
| -- |
Hamed Kandel |
| -- |
Mostafa Boshta |
| -- |
Salah Obayya |
| Universities |
Cairo University |
| Faculties |
National Institute of Laser Enhanced Science |
| Department |
Department of Laser Sciences and Interactions (LSI) |
| 905 ## - Cataloger and Reviser Names |
|---|
| Cataloger Name |
Shimaa |
| Reviser Names |
Huda |
| 942 ## - ADDED ENTRY ELEMENTS (KOHA) |
|---|
| Source of classification or shelving scheme |
Dewey Decimal Classification |
| Koha item type |
Thesis |
| Edition |
21 |
| Suppress in OPAC |
No |
