Механизмы электропроводности и оптические характеристики Cu2ZnSnS4 и Cu2SnS3, полученных термическим разложением прекурсоров в вакууме тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Нгуен Тхи Тхам Хонг

• Нгуен Тхи Тхам Хонг
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Нгуен Тхи Тхам Хонг

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общие характеристики полупроводников используемых для создания солнечных элементов

1.1.1 Основные параметры при оценке качества солнечных элементов

1.1.2 Оптимальная ширина запрещенной зоны для материалов солнечных батарей

1.1.3 Оптическое поглощение в полупроводниковых тонких пленках

1.2 Основные физико-химические свойства четверного полупроводникового материала Сщ/пБ^

1.2.1 Кристаллическая структура Си2/п8пБ4

1.2.2 Оптические свойства Си27п8пБ4

1.2.3 Электрические свойства Си27п8пБ4

1.3 Основные физико-химические свойства тройных полупроводниковых материалов Си28пБ3

1.3.1 Кристаллическая структура Сщ8п83

1.3.2 Оптические свойства СщБпБз

1.3.3 Электрические свойства Си^пБз

1.4 Методы получения Си2/п8п84 и С^Б^э

1.4.1 Электронно - лучевое напыление с последующей сульфуризацией

1.4.2 Магнетронное напыление с последующей сульфуризацией

1.4.3 Растворно-термический синтез

1.4.4 Метод «спрей-пиролиз»

1.4.5 Спин-технология нанесения покрытия

1.4.6 Золь - гель метод

1.5 Выводы к главе 1 и постановка задач исследований

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ ОБРАЗЦОВ И С^Б^в

2.1 Рентгеновский дифракционный анализ

2.2 Рамановская спектроскопия (спектроскопия комбинационного рассеяния)

2.3 Растровая электронная микроскопия

2.4 Просвечивающая электронная микроскопия

2.5 Исследование эффекта Холла

ГЛАВА 3. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРНЫХ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТАННИТА Си2^п8п84

3.1 Синтез объемных и тонкоплёночных образцов станнита Си27п8п84

3.2 Исследование свойств объёмных образцов Си27п8п84

3.2.1 Исследование структуры, элементного и фазового состава образцов Си^п8п84

3.2.2 Исследование электрических свойств четверного соединения Си27п8п84

3.3 Исследование свойств тонких пленок Си27п8п84

3.3.1 Влияние температуры подложки на структуру и морфологию поверхности осажденных пленок Си27п8п84

3.3.2 Влияние температуры подложки и времени напыления на оптические свойства осажденных пленок Си27п8п84

3.3.3 Влияние процесса сульфуризации на ширину запрещенной зоны осажденных пленок Си27п8п84

3.4 Выводы к главе

ГЛАВА 4. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТРОЙНОГО ПОЛУПРОВОДНИКА Сш8п83

4.1 Синтез объемных и тонкоплёночных образцов Си28п8з

4.2 Исследование свойств объёмных образцов Си28п83

4.2.1 Исследование структуры, элементного и фазового состава образцов Сщ8п83

4.2.2 Исследование электрических свойств тройного соединения Си28п83

4.3 Исследование свойств тонких пленок Си28п83

4.3.1 Влияние температуры подложки на структуру и морфологию поверхности осажденных пленок Си28п83

4.3.2 Влияние процесса сульфуризации на ширину запрещенной зоны осажденных пленок Си28п83

4.4 Выводы к главе

ГЛАВА 5. ЭЛЕКТРОННАЯ ЗОННАЯ СТРУКТУРА И ОСНОВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРУКТУР КЕСТЕРИТА И СТАННИТА Сщгп8п84:

РАСЧЕТЫ ИЗ ПЕРВЫХ ПРИНЦИПОВ

5.1 Детали расчетов из первых принципов

5.2 Структурные и энергетические зонные характеристики

5.3 Оптические характеристики

5.4 Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Механизмы электропроводности и оптические характеристики Cu2ZnSnS4 и Cu2SnS3, полученных термическим разложением прекурсоров в вакууме»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования. С начала 21-го века загрязнение окружающей среды, и дефицит энергетических ресурсов становятся всё более острой проблемой, связанной с выживанием и развитием человечества. Поэтому увеличение доли потребления возобновляемой энергии и защита окружающей среды постепенно привлекают все больше внимания во всем мире. Чтобы сохранить устойчивое развитие жизни, правительства, научно-исследовательские институты и предприятия работают над проблемами, вызванными дефицитом энергетических ресурсов. Хорошо известно, что наилучшим способом решения экологических проблем является использование возобновляемых источников энергии. Солнечная энергия считается наиболее экономичной и эффективной среди всех доступных возобновляемых источников энергии. Она неисчерпаема и является «экологически чистой», не производящей отходов и дополнительной тепловой нагрузки на окружающую среду в процессе использования.

Фотоэлектрическим системам (ФЭС) в последнее время уделяется много внимания в связи с их преимуществом перед другими источниками возобновляемой энергии. Во-первых, ФЭС способны непосредственно преобразовать энергию солнечного света в электроэнергию. Теоретическая эффективность преобразования фотоэлектрических систем относительно выше, чем у других генераторов [1]. Во-вторых, исключается износ системы, вызванный механическим движением, так как фотоэлектрические системы не обязательно содержат подвижные части. Поэтому ФЭС могут работать непрерывно без технического обслуживания дольше, чем устройства использующие другие технологии производства электроэнергии.

Однако в настоящее время фотоэлектрические системы еще не достигли сетевого паритета. Это значит, что электричество, получаемое от солнечных элементов стоит дороже, чем энергия, получаемая из традиционных источников, таких как уголь или газ. Следовательно, необходимы дальнейшие исследования для повышения эффективности и удешевления солнечных элементов Одним из

подходов является создание тонкопленочных солнечных элементов. Тонкопленочный слой поглотителя солнечной энергии в солнечных элементах обычно имеет толщину всего несколько микрометров, следовательно гораздо меньше материала используется (можно экономить энергию и материалы при производстве ФЭС и следовательно финансовые ресурсы). Дальнейшая возможная экономия является результатом возрастающей автоматизации производственного процесса. Например, можно использовать хорошо разработанную в электронной промышленности планарную технологию, совмещая её с новыми материалами и технологически-конструкционными подходами.

В настоящее время три тонкопленочных материала широко используются при промышленном производстве солнечных элементов: аморфный кремний (a-Si), теллурид кадмия (CdTe) и селенид/сульфид меди-индия-галлия CuInxGai-xS(Se)2 (CIGS), среди которых CIGS достиг наивысшей эффективности (20,8% в лабораторных устройствах) и может конкурировать с поликристаллическим кремнием [2, 3]. Тонкопленочные солнечные элементы на основе Si были относительно слаборазвитыми из-за низкой эффективности и нестабильности в результате проявления в них эффекта Стаблера-Вронского [i]. Две других тонкопленочных технологии страдают от серьезных проблем токсичности производства, стремительного роста стоимости материалов и/или низкого содержания в природе сырья, которые, по прогнозам, серьезно ограничивают производство, массовое развертывание и экономическую устойчивость этих солнечных элементов [4-11]. Индий (In) является редким элементом и может иссякнуть в течение следующих 10-20 лет, в то время как его цена последнее время быстро растет [12]. Использование токсичного кадмия (Cd) препятствует массовому производству и внедрению солнечных элементов CdTe из-за проблем, связанных со здоровьем окружающей среды [13]. Таким образом, необходимо провести интенсивные исследования, направленные на разработку альтернативных тонкопленочных поглощающих солнечный свет материалов, включающих в себя распространённые в природе, недорогие и нетоксичные элементы, которые могут входить в состав высокоэффективных устройств, быть экономически и конкуренто

способными с традиционными источниками энергии.

Соединения С^8п83 (СТ8) и Cu2ZnSnS4 (CZTS) исследуются в качестве потенциальной альтернативы широко используемых поглотителей солнечного света CdTe и CIGS (Си1пОа8е2). Эти полупроводники привлекают к себе внимание в качестве поглощающих фотоны слоев тонкопленочных солнечных батарей благодаря наличию у них прямой запрещенной зоны шириной 1,0-1,5 эВ, высокого коэффициента оптического поглощения (> 104 см-1) и проводимости ^-типа [14-21]. Кроме того, они состоят из дешёвых и экологически чистых элементов. Запас меди (Си), цинка @п), олова (8п) и серы (8) в земной коре составляет 68 ч/млн, 79 ч/млн, 2,2 ч/млн и 420 ч/млн соответственно, по сравнению с 0,16 ч/млн (1п), 0,15 ч/млн (Сё) и 0,001 ч/млн (Те) [22]. Расчеты в соответствии с фотонным балансом Шокли-Кейссера оценили теоретическую эффективность преобразования однопереходных солнечных элементов CZTS в 32,2% [23]. За последние несколько лет коэффициент полезного действия (эффективность) солнечных элементов на основе СТ8 и С/Т8 составляет рекордное значение 4,63% и 9,2%, соответственно [24, 25].

Количество публикаций по СТ8 и CZTS материалам и количество научных групп, применяющих различные методики для создания и исследования тонких слоев этих материалов, увеличивается ежегодно. Однако изучение фундаментальных свойств данных соединений остается на достаточно низком уровне, что тормозит дальнейшее увеличение эффективности изготовленных на их основе структур. Из выше изложенного вытекает основная цель предложенной работы: систематическое исследование оптических и электрических свойств четверного С/Т8 и тройного соединения СТ8, перспективных для применения в фотовольтаике и оптимизация технологии их получения. Полученные данные позволят существенно обогатить имеющиеся знания об исследуемых материалах и способствовать расширению области применения этих соединений в оптоэлектронных приборах.

Цели и задачи исследования:

Основной целью данной диссертационной работы является получение образцов соединений CZTS и CTS, теоретическое и экспериментальное исследование структурных характеристик, электронных и оптических свойств этих соединений, применяющихся для создания фотопоглощающих слоёв ячеек солнечных батарей и анализ влияния технологических параметров на их свойства.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1) Разработать технологию получения объёмного четверного CZTS со структурой станнита и тройного соединения CTS с тетрагональной структурой методом пиролитического разложения прекурсоров в вакууме.

2) Исследовать фазовый состав и кристаллическую структуру полученных объёмных образцов CZTS и CTS.

3) Изучить температурную зависимость сопротивления четверных CZTS и тройных соединений CTS в интервале 10 - 300 K для определения механизмов электропроводности, а также оценить ряд макроскопических и микроскопических параметров, характеризующих электропроводность данных материалов. Изучить влияния магнитного поля на удельное электрическое сопротивление соединения CTS.

4) Получить плёнки CZTS и CTS методом высокочастотного нереактивного магнетронного распыления. Исследовать влияния параметров напыления на структуру и морфологию поверхности, оптические свойства сформированных тонких плёнок CZTS и CTS.

5) Произвести квантово-механические расчёты электронно-энергетической структуры и оптических характеристик соединения CZTS с помощью программного пакета VASP.

Объектами исследования являются объёмные четверные Си2/п8п84 и тройные Си28п83 полупроводниковые соединения, выращенные методом пиролитического разложения прекурсоров в вакууме и тонкие плёнки Си2/п8п84 и Си28п83, нанесённые методом вч-магнетронного напыления.

Научная новизна работы

Настоящая диссертация является первым комплексным исследованием свойств четверных полупроводниковых соединений Си2/п8п84 в структуре станнита и тройных Си28п83 в тетрагональной структуре. В рамках выполнения настоящей диссертационной работы:

1) синтезировано четверное Си2/п8п84 со структурой станнита и тройное соединение Си28п83 с тетрагональной структурой дешевым методом пиролитического разложения. Исследовано влияние отношений в прекурсоре элементов [Си]/(^п]+^п]) и Си/8п на фазовый состав и качество синтезированных образцов С/Т8 и СТ8, соответственно с помощью рентгеновского дифракционного анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния.

2) впервые исследованы температурные зависимости удельного сопротивления объемного станнита Си2/п8п84 и тетрагонального Си28п83, полученных методом пиролитического разложения прекурсоров; показано, что в соединениях Си2/п8п84 и Си28п83 в широком интервале температур обнаружена прыжковая проводимость типа Мотта с переменной длиной прыжка; определены значения радиуса локализации, концентрации акцепторов и средней плотности локализованных состояний в акцепторной зоне; установлена близость электропроводности исследованных материалов к переходу металл-диэлектрик; для обоих изученных соединений предложена модель плотности состояний в акцепторной зоне, уточнено положение уровня Ферми и определены наличия и положения дефектных уровней в запрещенной зоне.

3) Обнаружено положительное магнитосопротивление в соединении С^ в широком температурном интервале Т = 2-300 К. Установлено, что в области

прыжковой проводимости магнитосопротивление подчиняется механизму Мотта в импульсных магнитных полях от 0 до 20 Тл.

4) Исследовано комплексное влияние параметров напыления (мощность, температура подложки, время напыления и процесс сульфуризации) на формирование тонких пленок С7Т8 и СТ8, полученных методом высокочастотного нереактивного магнетронного напыления; определена ширина запрещенной зоны тонкопленочного станнита С7Т8 и тетрагонального СТ8, находящихся в оптимальном диапазоне поглощения для преобразования солнечной энергии.

5) Теоретически определена электронно-энергетическая структура и оптические спектры четверного соединения Си27п8п84 со структурами типа станнит и кестерит; определены зависимости ширины запрещенной зоны от использования разных обменно-корреляционных функционалов; рассчитан тензор диэлектрической проницаемости и по нему определены основные оптические спектры: коэффициент поглощения, показатель преломления, коэффициент экстинкции, коэффициент отражения, и функция энергетических потерь.

Теоретическая и практическая значимость работы

Результаты диссертационной работы существенно расширяют фундаментальную базу знаний по исследованным материалам, а также могут быть полезны при разработке и изготовлении различных оптоэлектронных устройств, в том числе преобразователей солнечной энергии, как в лабораторных, так и в промышленных условиях.

Полученные данные о характере проводимости четверных и тройных соединений и их электронные параметры дополняют недостаток информации необходимой для разработки приборов на основе соответствующих материалов. Результаты данного исследования позволяют выбрать наилучшие параметров для синтеза тонкоплёночных Си27п8п84 и Си28п83 методом высокочастотного нереактивного магнетронного распыления. Полученные величины ширины

запрещённой зоны материалов подтверждают возможность их применения в качестве поглощающего слоя солнечных элементов.

Результаты квантово-механических расчётов показывают, что программный пакет VASP может успешно применяться для исследования электронных зонных структур и основных оптических свойств, сложных по составу и кристаллической структуре соединений таких как Си2/п8п84. Полученные в работе оптические спектры могут быть полезны для оценки отражательной и поглощающей способности материалов при применении в оптоэлектронных устройствах.

Методы исследований.

Для реализации поставленных задач предполагается использование следующих методов исследования: анализ дисперсии рентгеновских лучей, рентгеноструктурный анализ, анализ спектров комбинационного рассеяния света, анализ просвечивающей электронной микроскопии, определение температурной зависимости удельного сопротивления шести-зондовым методом, изучение эффекта Холла, анализ с помощью спектрофотометра спектров поглощения, квантово-механические расчёты, выполненные в рамках теории функционала плотности и реализованные в программном пакете VASP.

Личный вклад автора.

Все результаты, приведенные в диссертации, получены самим автором или при его непосредственном участии. Автор участвовал в постановке задач, решаемых в рамках диссертационной работы, проведении экспериментальных исследований, обсуждении, анализе и интерпретации полученных данных, формулировке научных выводов, а также принимал участие в подготовке статей к публикации.

Основные положения, выносимые на защиту.

1) Получены объёмные соединения четверное Cu2ZnSnS4 со структурой станнита и тройное Cu2SnS3 с тетрагональной структурой методом пиролитического разложения прекурсоров в вакууме, и тонкие плёнки Cu2ZnSnS4 и Cu2SnS3 методом высокочастотного нереактивного магнетронного распыления.

2) Установлены для соединений Cu2ZnSnS4 и Cu2SnS3 температурные интервалы механизма проводимости с переменной длинной прыжка по Мотту; определены макроскопические и микроскопические параметры, характеризующие электропроводность данных материалов.

3) Для соединений Cu2ZnSnS4 и Cu2SnS3 предложена модель плотности состояний в акцепторной зоне, уточнено положение уровня Ферми и определены положения дефектных уровней в запрещенной зоне.

4) Теоретически рассчитана электронная зонная структура и оптические свойства соединения Cu2ZnSnS4 со структурой кестерита и станнита с помощью программного пакета VASP.

Апробация результатов работы.

Основные результаты исследования были доложены на следующих международных и российских конференциях: V международной студенческой конференции «Студенческий научный форум 2013» (г. Москва), VII Всероссийской конференции «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов» (г. Томск, 2014), Международной научно-практической конференции (г. Тамбов, 2014), L Школы ПИЯФ по физике конденсированного состояния (г. Санкт-Петербург, 2016), The 3rd International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology (г. Ханой, Вьетнам, 2016), XIII Международной конференции «Перспективные техно-логии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» (г. Курск, 2016).

Достоверность результатов работы основана на использовании взаимодополняющих экспериментальных методов исследования, воспроизводимости результатов и корреляции результатов, полученных с применением различных методов, хорошем количественном и качественном описании обнаруженных экспериментальных закономерностей в рамках используемых физических моделей и механизмов, сопоставлении полученных результатов с теоретическими и экспериментальными данными других авторов опубликованным в научной литературе.

Структура и объем диссертации.

Диссертационная работа изложена на 167 страницах машинописного текста, проиллюстрирована 56 рисунками, 16 таблицами. Работа состоит из введения, обзора литературы (глава 1), описания материалов и методов (глава 2), результатов собственных исследований объёмных образцов (глава 3), получения и результатов исследования Cu2SnS3 (глава 4), результатов расчётов из первых принципов (глава 5), обсуждения результатов, заключения, выводов, перечня сокращений и условных обозначений и списка литературы, включающего 210 источников, в том числе 197 иностранных.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 15 научных работ, в том числе 5 - в изданиях, входящих в перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК, 2 - в изданиях, индексируемом в базе данных Scopus и Web of Science и 8 статей в сборниках трудов конференций и всероссийских журналах.

Список работ в журналах, входящих в перечень рецензируемых научных изданий, рекомендованных ВАК

1. Захвалинский В.С. Электронная зонная структура и основные оптические свойства структур кестерита и станнита материала для солнечной энергетики Cu2ZnSnS4: расчеты из первых принципов / В. С. Захвалинский, Нгуен Тхи Тхам

Хонг, А. И. Картамышев, В.М. Емельянов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии - 2020. Т. 10, № 1.

2. Захвалинский В.С. Синтез и исследована электропроводности материалов солнечной энергетики Cu2SnS3 и Cu2ZnSnS4 / В. С. Захвалинский, Нгуен Тхи Тхам Хонг, Е. А. Пилюк, В.М. Емельянов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии - 2019. Т. 9, № 4.

3. Захвалинский В.С. Влияние нагрева подложек на свойства тонких пленок Cu2ZnSnS4 / Захвалинский В.С., Нгуен Тхи Тхам Хонг, Пхам Тхи Тхао, Пилюк Е.А., Кудрявцев Е.А., Захвалинский А.В. // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Математика. Физика. - 2016. №6 (227), вып. 42. -C.122-128.

4. Захвалинский В.С. Получение и исследование электропроводности Cu2ZnSnS4 / Захвалинский В.С., Нгуен Тхи Тхам Хонг, Фам Тхи Тхао, Хмара А.Н. // Современные наукоемкие технологии - 2013. №6. - С.54-56.

5. Захвалинский В.С. Получение и исследование электропроводности Cu2SnS3/ Захвалинский В.С., Фам Тхи Тхао, Нгуен Тхи Тхам Хонг, Хмара А.Н. // Современные наукоемкие технологии - 2013. №6. - С.58-59.

Список работ в журналах, индексируемом в базе данных Scopus и Web of Science

6. Hong T T Nguyen. Structural properties and variable-range hopping conductivity of Cu2SnS3/ Hong T T Nguyen, Zakhvalinskii V.S., Thao T Pham, N. T. Dang, Tuan V Vu, Pilyuk E.A. and Rodriguez G.V. // Materials Research Express. - 2019. - Vol. 6. -P. 055915-055924.

7. Zakhvalinskii V.S. Structural, Optical and Electrical Conductivity Properties of Stannite Cu2ZnSnS4 / Zakhvalinskii V.S., Thi Tham Hong Nguyen, Thi Thao Pham, Ngoc Toan Dang, Piliuk E.A., Taran S.V.// Journal of Electronic Materials. - 2017. -Vol. 46, №6. - P. 3523-3530.

Список работ в других изданиях

S. Захвалинский В.С. Влияние температуры подложки на формированиетонких пленок Cu2SnS3 / Захвалинский В.С., Фам Тхи Тхао, Нгуен Тхи Тхам Хонг, Пилюк Е.А., Кудрявцев Е.А., Кузьменко А.П. // ХШ Международной конференции «Перспективные техно-логии, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов», Курск. - 2016. - C.250-256.

9. Нгуен Тхи Тхам Хонг. Расчет из первых принципов атомной структуры Cu2ZnSnS4 / Нгуен Тхи Тхам Хонг, Хоанг Вьет Хунг. // L Школы ПИЯФ по физике конденсированного состояния (ФКС-2016), Санкт-Петербург. - 2016. - C.1S9.

10. Zakhvalinskii V.S. Structural, optical and electrical properties of stannite Cu2ZnSnS4 / Zakhvalinskii V.S., Nguyen Thi Tham Hong, Pham Thi Thao, Dang Ngoc Toan, Piliuk E.A., Taran S.V. // The 3rd International Conference on Advanced Materials and Nanotechnology, Hanoi. - 2016. - C.29-35.

11. Захвалинский В.С. Синтез и исследование электропроводности материалов солнечной энергетики Cu2SnS3, Cu2ZnSnS4 / Захвалинский В.С, Фам Тхи Тхао, Нгуен Тхи Тхам Хонг // VII Всероссийская конференция «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов», Томск - Сборник докладов Том 2. - 2014 - С.295-301.

12. Захвалинский В.С. Синтез нано кристаллического Cu2SnS3 методом пиролитического разложения / Захвалинский В.С., Фам Тхи Тхао, Нгуен Тхи Тхам Хонг, Родригес В.Г., Данг Нгок Тоан // Современные тенденции в образовании и науке. Сборник научных трудов по материалам, Тамбов. -2014 - С. 140-141.

13. Захвалинский В.С. Исследовние структурных характеристик и электропроводности станнита Cu2ZnSnS4 / Захвалинский В.С., Нгуен Тхи Тхам Хонг, Фам Тхи Тхао, Родригес В.Г., Данг Нгок Тоан // Современные тенденции в образовании и науке. Сборник научных трудов по материалам, Тамбов. -2014. -С.89-92.

14. Zakhvalinskii V.S. Preparation and investigation of Cu2ZnSnS4 / Zakhvalinskii V.S., Nguen Thi Tham Hong, Fam Thi Thao, Hmara A.N., Taran S.V., Ivanchikhin S.V.

// Научные ведомости Белгородского государственного университета. Экспериментальная и прикладная физика. - 2014. № 7 (178) - С.42-46. 15. Нгуен Тхи Тхам Хонг. Синтез кистерита Си27п8п84 и получение плёнок на его основе / Нгуен Тхи Тхам Хонг. Н.рук. Захвалинский В.С.// Вестник СНО. Сборник студенческих научных работ. Выпуск XVI. Раздел 6: Физика. - 2012. - С. 234-238.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Общие характеристики полупроводников используемых для создания

солнечных элементов 1.1.1 Основные параметры при оценке качества солнечных элементов

Мы хотели бы сначала ввести основные определения, которые являются важными параметрами при оценке солнечного элемента. Солнечный элемент в основном используется в качестве источника электроэнергии в простой электрической цепи. Для работы солнечного элемента необходима активация под действием света. При этом между двумя контактами солнечного элемента возникает разность потенциалов, если контакты соединить с нагрузкой, то через нагрузку будет протекать электрический ток. Разность потенциалов, создаваемая солнечным элементом, возникающая при нулевом токе, т.е. когда сопротивление внешней нагрузки бесконечно велико называют напряжением холостого хода (Уос). Соответственно, электрический ток, протекающий через солнечный элемент, когда сопротивление нагрузки равно нулю, т.е. при коротком замыкании внешней цепи определяются как ток короткого замыкания (Лс). На рис. 1.1 представлена типичная кривая вольт-амперной характеристики (ВАХ) освещенного солнечного элемента при изменении сопротивления нагрузки от нуля до бесконечности. Мощность, передаваемая солнечным элементом (Р) определяется как:

Типичная кривая зависимости мощности от напряжения (P-V) также показана на рис. 1.1. Солнечный элемент демонстрирует наибольшую мощность во внешней нагрузке при условиях, соответствующих точке максимальной мощности Pm. Соответствующее напряжение и ток, обозначаются Vm и Im, соответственно. Другим важным параметром при оценке качества солнечного элемента является коэффициент заполнения (fill factor, FF), который вычисляется как:

Типичные качественные серийно выпускаемые солнечные элементы имеют

P = I х V

(1.1)

(1.2)

коэффициент заполнения ВАХ более 0,7. Чем больше коэффициент заполнения ВАХ, тем меньше потери в элементе из-за внутреннего сопротивления.

Напряжение

Рисунок 1.1 - Графическое представление коэффициента заполнения воль-амперная характеристика солнечного элемента [26] Наиболее важным параметром является коэффициент полезного действия (КПД) п, который описывает способность солнечного элемента преобразовывать солнечную энергию в электрическую энергию. КПД солнечного элемента определяется как:

Р

Л =

(1.3)

пад

где Pm - максимальная мощность, вырабатываемая солнечным элементом (Вт), Prnd - мощность падающего солнечного излучения (Вт).

Эффективность солнечного элемента чувствительна к изменениям мощности и спектра падающего света. Чтобы точно сравнить два солнечных элемента, исследованных в разное время и в разных местах, был определен стандартный спектр и плотность мощности для излучения вне атмосферы Земли и на поверхности Земли. Методика исследования солнечных элементов на поверхности Земли называется AM1,5G или AM1,5D (солнце находится под углом 45° к горизонту) [27]. При этом, AM (Air Mass) - «воздушная масса» показывает атмосферное влияние на интенсивность солнечного излучения, доходящего до земной поверхности. "G" означает "глобальный" так как включает прямое и рассеянное излучение, а спектр AM1,5D включает только прямое излучение. Стандартный спектр AM0 соответствует солнечному спектру за пределами

атмосферы Земли, т.е. при нулевой воздушной массе. Этот спектр обычно используется для прогнозирования ожидаемых характеристик солнечных элементов в космосе.

Такие параметры, как ^ Уос, ЕЕ и п, являются ключевыми характеристиками солнечного элемента. Кроме собственно производительности солнечного элемента, эти параметры также зависят от интенсивности падающего света и окружающей среды. Стандартным условием, признанным во всем мире для характеристики солнечных элементов, считается его испытании при АМ1,5 и температуре 25°С с плотностью падающей мощности 100 мВт/см2 [1].

Одним из наиболее важных критериев для материалов солнечных элементов является ширина запрещенной зоны полупроводников. Поясним аналитически, почему структура должна быть прямозонной и её оптимальное значение находиться в определенном диапазоне. Следует подчеркнуть, что соединения CZTS и СТ8 имеют оптимальную прямозонную структуру. Материал поглотителя определяется как идеальный, если он обладает прямой запрещенной зоной в оптимальном диапазоне и в то же время полностью свободен от любого вида безызлучательных рекомбинаций носителей заряда. В строгом смысле слова монокристаллически [14-21] Si в качестве поглотителя не может быть идеальным, поскольку его ширина запрещенной зоны носит непрямой характер, несмотря на то что он имеет оптимальную ширину запрещенной зоны 1,12 эВ.

1.1.2 Оптимальная ширина запрещенной зоны для материалов солнечных

батарей

Спектральное поглощение атмосферой Земли Лу в зависимости от энергии фотонов Иу определяется как натуральный логарифм отношении плотности потока излучения при ЛМ1.5Э к плотности потока излучения при АМ0. На основании закона Ламберта-Бера, мы сначала тщательно изучаем поглощение, которое обусловлено двумя процессами, преобладающими в диапазоне высоких энергий фотонов:

А - 1п

А>, АМ 0 ^ А/, АМ 1,5 ]

= 8{акрк +о0р0) = пь +а0£0)

(1.4)

где р - плотность молекул газа, ответственных за предотвращение полного и прямого попадания лучей в солнечный элемент, а - поперечное сечение молекул, индекс Я представляет собой частицы воздуха, способствующие Рэлеевскому рассеянию [28], а нижний индекс "о" указывает на молекулы озона, которые поглощают фотоны. Эффективная длина пути £ в правой части уравнения эквивалентна рd/nLCosв, где пь соответствует постоянной Лошмидта 2,69 х 1025 м-3, то есть плотности молекул газа при 273К и 1013гПа. Значение £ оценивается в 8,4 км и 3,2 мм для молекул воздуха и озона соответственно.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Нгуен Тхи Тхам Хонг, 2020 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Jiang, M. Cu2ZnSnS4 thin film solar cells: present status and future prospects/ M. Jiang, X. Yan // Solar Cells-Research and Application Perspectives. - IntechOpen. -2013.

2. Green, M. A. Solar cell efficiency tables (Version 35) / M.A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta // Progress in photovoltaics: research and applications. - 2010.

- Vol. 18. - P. 144-150.

3. Green, M. A. Solar cell efficiency tables (Version 42) / M.A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, E.D. Dunlop // Progress in photovoltaics: research and applications. - 2013. - Vol. 21. - P. 827-837

4. Candelise, C. Materials availability for thin film (TF) PV technologies development: a real concern / C. Candelise, J.F. Speirs, R.J. Gross // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2011. - Vol. 15. № 9. - P. 4972-4981.

5. Feltrin, A. Material considerations for terawatt level deployment of photovoltaics / A. Feltrin, A. Freundlich // Renewable energy. - 2008. - Vol. 33. № 2. - P. 180-185.

6. Fthenakis, V. Sustainability of photovoltaics: The case for thin-film solar cells / V. Fthenakis // Renewable and Sustainable Energy Reviews. - 2009. - Vol. 13. № 9. -P. 2746-2750.

7. Green, M. A. Consolidation of thin-film photovoltaic technology: the coming decade of opportunity / M.A. Green // Progress in Photovoltaics: Research and Applications.

- 2006. - Vol. 14. № 5. - P. 383-392.

8. Green, M. A. Estimates of Te and In prices from direct mining of known ores / M.A. Green // Progress in photovoltaics: research and applications. - 2009. - Vol. 17. - P. 347-359

9. Tao, C.S. Natural resource limitations to terawatt-scale solar cells / C.S. Tao, J. Jiang, M. Tao // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2011. - Vol. 95. № 12. - P. 31763180.

10. Wadia, C. Materials availability expands the opportunity for large-scale photovoltaics deployment / C. Wadia, A.P. Alivisatos, D.M. Kammen // Environmental science & technology. - 2009. - Vol. 43. № 6. - P. 2072-2077.

11. Zuser, A. Considerations of resource availability in technology development strategies: The case study of photovoltaics / A. Zuser, H. Rechberger // Resources, Conservation and Recycling. - 2011. - Vol. 56. № 1. - P. 56-65.

12. http: //www. umweltdaten. de/publikationen/fpdf-l/3182 .pdf.

13. Fthenakis, V. M. Thin-film Photovoltaic Cells: Health and Environmental Issues in their Manufacture Use and Disposal / V.M. Fthenakis, P.D. Moskowitz // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. - 1995. - Vol. 3. № 5. - P. 295-306.

14. Bag, S. Low band gap liquid-processed CZTSe solar cell with 10.1% efficiency / S. Bag, O. Gunawan, T. Gokmen, Y. Zhu, T.K. Todorov, D.B. Mitzi // Energy & Environmental Science. - 2012. - Vol. 5. № 5. - P. 7060-7065.

15. Guo, Q. Fabrication of 7.2% efficient CZTSSe solar cells using CZTS nanocrystals/ Q. Guo, G.M. Ford, W.-C. Yang, B.C. Walker, E.A. Stach, H.W. Hillhouse, R. Agrawal // Journal of the American Chemical Society. - 2010. - Vol. 132. № 49. - P. 17384-17386.

16. Han, J. Hydrazine processed Cu2SnS3 thin film and their application for photovoltaic devices / J. Han, Y. Zhou, Y. Tian, Z. Huang, X. Wang, J. Zhong, Z. Xia, B. Yang, H. Song, J. Tang // Frontiers of Optoelectronics. - 2014. - Vol. 7. № 1. - P. 37-45.

17. Olekseyuk, I. D. Single crystal preparation and crystal structure of the Cu2Zn/Cd, Hg/SnSe4 compounds/I. Olekseyuk, L. Gulay, I. Dydchak, L. Piskach, O. Parasyuk, O. Marchuk//Journal of Alloys and Compounds. - 2002. - Vol. 340. № 1-2. - P. 141145.

18. Repins, I. Co-evaporated Cu2ZnSnSe4 films and devices / I. Repins, C. Beall, N. Vora, C. DeHart, D. Kuciauskas, P. Dippo, B. To, J. Mann, W.-C. Hsu, A. Goodrich // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2012. - Vol. 101. - P. 154-159.

19. Tiwari, D. Structural and optical properties of layer-by-layer solution deposited Cu2SnS3 films / D. Tiwari, T.K. Chaudhuri, T. Shripathi, U. Deshpande, V. Sathe //

Journal of Materials Science: Materials in Electronics. - 2014. - Vol. 25. № 9. - P. 3687-3694.

20. Wang, K. Thermally evaporated Cu2ZnSnS4 solar cells / K. Wang, O. Gunawan, T. Todorov, B. Shin, S. Chey, N. Bojarczuk, D. Mitzi, S. Guha // Applied Physics Letters. - 2010. - Vol. 97. № 14. - P. 143508.

21. Willoughby, A. Solar cell materials: developing technologies / A. Willoughby -Wiley, Chichester: Wiley Series in Materials for Electronic & Optoelectronic Applications. - 2014. - 111869581X.

22. http://www.webelements.com/.

23. Shockley, W. Detailed balance limit of efficiency of p-n junction solar cells / W. Shockley, H.J. Queisser // Journal of applied physics. - 1961. - Vol. 32. № 3. - P. 510-519.

24. Kato, T. Buffer/absorber interface study on Cu2ZnSnS4 and Cu2ZnSnSe4 based solar cells: band alignment and its impact on the solar cell performance / T. Kato, H. Hiroi, N. Sakai, H. Sugimoto // in 28th European Photovoltaic Solar Energy Conference. 2013. - P. 2125-2127.

25. Nakashima, M. Cu2SnS3 thin-film solar cells fabricated by sulfurization from NaF/Cu/Sn stacked precursor / M. Nakashima, J. Fujimoto, T. Yamaguchi, M. Izaki // Applied Physics Express. - 2015. - Vol. 8. № 4. - P. 042303.

26. Бессель, В. В. Изучение солнечных фотоэлектрических элементов / В.В. Бессель, В.Г. Кучеров, Р.Д. Мингалеева // Уч. пособие. Кафедра термодинамики и тепловых двигателей. - М.: НИУ им. ИМ Губкина. - 2016.

27. Гергеля, В. А. Физика полупроводниковых приборов: в 2 т. / пер. с англ. В.А. Гергеля, В.В. Ракитина - под ред Р.А. Суриса. - М.: Мир. - 1984. Т. 2.

28. Bohren, C. F. Absorption and scattering of light by small particles / C.F. Bohren, D.R. Huffman: John Wiley & Sons. - 2008. - 3527618163.

29. Sneep, M. Direct measurement of the Rayleigh scattering cross section in various gases / M. Sneep, W. Ubachs // Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer. - 2005. - Vol. 92. № 3. - P. 293-310.

30. Ito, K. Copper zinc tin sulfide-based thin film solar cells / K. Ito: Wiley Online Library. - 2014. - 111843787X.

31. Orphal, J. A critical review of the absorption cross-sections of O3 and NO2 in the ultraviolet and visible / J. Orphal // Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry. - 2003. - Vol. 157. № 2-3. - P. 185-209.

32. Ze'ev, R. A. Theoretical efficiency of 3rd generation solar cells: Comparison between carrier multiplication and down-conversion / R.A. Ze'ev, M. Gharghi, A. Niv, C. Gladden, X. Zhang // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2012. - Vol. 99. - P. 308-315.

33. Miller, O. D. Strong internal and external luminescence as solar cells approach the Shockley-Queisser limit / O.D. Miller, E. Yablonovitch, S.R. Kurtz // IEEE Journal of Photovoltaics. - 2012. - Vol. 2. № 3. - P. 303-311.

34. Sagol, B. E. Basic concepts and interfacial aspects of high-efficiency III-V multijunction solar cells / B.E. Sagol, U. Seidel, N. Szabó, K. Schwarzburg, T. Hannappel // CHIMIA International Journal for Chemistry. - 2007. - Vol. 61. № 12. - P. 775-779.

35. Kayes, B. Light Management in Single-Junction III-V Solar Cells / B. Kayes // in SPIE Optics+ Photonics Conference Plenary Presentation, San Diego. 2012. - P. 1216.

36. Fujishima, D. An approach for the higher efficiency in the HIT cells / D. Fujishima, A. Yano, T. Kinoshita, M. Taguchi, E. Maruyama, M. Tanaka // Panasonic Technical Journal. - 2012. - Vol. 57. - P. 40-45.

37. Taguchi, M. 24.7% record efficiency HIT solar cell on thin silicon wafer / M. Taguchi, A. Yano, S. Tohoda, K. Matsuyama, Y. Nakamura, T. Nishiwaki, K. Fujita, E. Maruyama // IEEE Journal of Photovoltaics. - 2014. - Vol. 4. № 1. - P. 96-99.

38. Mishima, T. Development status of high-efficiency HIT solar cells / T. Mishima, M. Taguchi, H. Sakata, E. Maruyama // Solar Energy Materials and Solar Cells. -2011. - Vol. 95. № 1. - P. 18-21.

39. Van Roosbroeck, W. Photon-radiative recombination of electrons and holes in germanium / W. van Roosbroeck, W. Shockley // Physical Review. - 1954. - Vol. 94.

- P. 1558-1560.

40. Goodman, C. The prediction of semiconducting properties in inorganic compounds/ C. Goodman // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1958. -Vol. 6. № 4. - P. 305-314.

41. Paranthaman, M. P. Semiconductor materials for solar photovoltaic cells / M.P. Paranthaman, W. Wong-Ng, R.N. Bhattacharya V. 218: Springer. - 2016.

42. Bernardini, G. P. EPR and SQUID magnetometry study of Cu2FeSnS4 (stannite) and Cu2ZnSnS4 (kesterite) / G. Bernardini, D. Borrini, A. Caneschi, F. Di Benedetto, D. Gatteschi, S. Ristori, M. Romanelli // Physics and Chemistry of Minerals. - 2000.

- Vol. 27. № 7. - P. 453-461.

43. Hall, S. R. Kesterite, Cu2(Zn,Fe)SnS4, and stannite, Cu2(Fe,Zn)SnS4, structurally similar but distinct minerals / S. Hall, J. Szymanski, J. Stewart // The Canadian Mineralogist. - 1978. - Vol. 16. № 2. - P. 131-137.

44. Brockway, L. O. The crystal structure of stannite, Cu2FeSnS4 / L.O. Brockway // Zeitschrift für Kristallographie-Crystalline Materials. - 1934. - Vol. 89. № 1-6. - P. 434-441.

45. Bonazzi, P. A model for the mechanism of incorporation of Cu, Fe and Zn in the stannite-kesterite series, Cu2FeSnS4-Cu2ZnSnS4 / P. Bonazzi, L. Bindi, G.P. Bernardini, S. Menchetti // The Canadian Mineralogist. - 2003. - Vol. 41. № 3. - P. 639-647.

46. Schorr, S. Structural aspects of adamantine like multinary chalcogenides/ S. Schorr// Thin Solid Films. - 2007. - Vol. 515. № 15. - P. 5985-5991.

47. Mitzi, D. B. The path towards a high-performance solution-processed kesterite solar cell / D.B. Mitzi, O. Gunawan, T.K. Todorov, K. Wang, S. Guha // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2011. - Vol. 95. № 6. - P. 1421-1436.

48. Schorr, S. The crystal structure of kesterite type compounds: A neutron and X-ray diffraction study / S. Schorr // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2011. - Vol. 95. № 6. - P. 1482-1488.

49. Lu, X. Wurtzite Cu2ZnSnS4 nanocrystals: a novel quaternary semiconductor / X. Lu, Z. Zhuang, Q. Peng, Y. Li // Chemical Communications. - 2011. - Vol. 47. № 11. - P. 3141-3143.

50. Chen, S. Crystal and electronic band structure Cu2ZnSnX4 (X= S and Se) photovoltaic absorbers: First-principles insights / S. Chen, X. Gong, A. Walsh, S.-H. Wei // Applied Physics Letters. - 2009. - Vol. 94. № 4. - P. 041903.

51. Wangperawong, A. Aqueous bath process for deposition of Cu2ZnSnS4 photovoltaic absorbers / A. Wangperawong, J. King, S. Herron, B. Tran, K. Pangan-Okimoto, S. Bent // Thin Solid Films. - 2011. - Vol. 519. № 8. - P. 2488-2492.

52. Zhang, X. Electrochemical deposition of quaternary Cu2ZnSnS4 thin films as potential solar cell material / X. Zhang, X. Shi, W. Ye, C. Ma, C. Wang // Applied Physics A. - 2009. - Vol. 94. № 2. - P. 381-386.

53. Araki, H. Preparation of Cu2ZnSnS4 thin films by sulfurization of co-electroplated Cu-Zn-Sn precursors / H. Araki, Y. Kubo, K. Jimbo, W.S. Maw, H. Katagiri, M. Yamazaki, K. Oishi, A. Takeuchi // physica status solidi C. - 2009. - Vol. 6. № 5. -P. 1266-1268.

54. Araki, H. Preparation of Cu2ZnSnS4 thin films by sulfurizing electroplated precursors / H. Araki, Y. Kubo, A. Mikaduki, K. Jimbo, W.S. Maw, H. Katagiri, M. Yamazaki, K. Oishi, A. Takeuchi // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2009. - Vol. 93. № 6-7. - P. 996-999.

55. Araki, H. Preparation of Cu2ZnSnS4 thin films by sulfurization of stacked metallic layers / H. Araki, A. Mikaduki, Y. Kubo, T. Sato, K. Jimbo, W.S. Maw, H. Katagiri, M. Yamazaki, K. Oishi, A. Takeuchi // Thin Solid Films. - 2008. - Vol. 517. № 4. -P. 1457-1460.

56. Katagiri, H. Characterization of Cu2ZnSnS4 thin films prepared by vapor phase sulfurization / H. Katagiri, N. Ishigaki, T. Ishida, K. Saito // Japanese Journal of Applied Physics. - 2001. - Vol. 40. № 2R. - P. 500.

57. Cao, M. A mild solvothermal route to kesterite quaternary Cu2ZnSnS4 nanoparticles / M. Cao, Y. Shen // Journal of Crystal Growth. - 2011. - Vol. 318. № 1. - P. 1117-1120.

58. Persson, C. Electronic and optical properties of Cu2ZnSnS4 and Cu2ZnSnSe4/ C. Persson // Journal of Applied Physics. - 2010. - Vol. 107. № 5. - P. 053710.

59. Paier, J. Cu2ZnSnS4 as a potential photovoltaic material: A hybrid Hartree-Fock density functional theory study / J. Paier, R. Asahi, A. Nagoya, G. Kresse // Physical Review B. - 2009. - Vol. 79. № 11. - P. 115126.

60. Katagiri, H. Development of thin film solar cell based on Cu2ZnSnS4 thin films /

H. Katagiri, K. Saitoh, T. Washio, H. Shinohara, T. Kurumadani, S. Miyajima // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2001. - Vol. 65. № 1-4. - P. 141-148.

61. Jiang, M. Cu2ZnSnS4 polycrystalline thin films with large densely packed grains prepared by sol-gel method / M. Jiang, Y. Li, R. Dhakal, P.S. Thapaliya, M.A. Mastro, J. Caldwell, F.J. Kub, X. Yan // Journal of Photonics for Energy. - 2011. - Vol. 1. №

I. - P. 019501.

62. Fernandes, P. A. Study of polycrystalline Cu2ZnSnS4 films by Raman scattering / P. Fernandes, P. Salomé, A. Da Cunha // Journal of alloys and compounds. - 2011. -Vol. 509. № 28. - P. 7600-7606.

63. Himmrich, M. Far infrared studies on stannite and wurtzstannite type compounds / M. Himmrich, H. Haeuseler // Spectrochimica Acta Part A: Molecular Spectroscopy. - 1991. - Vol. 47. № 7. - P. 933-942.

64. Fontané, X. In-depth resolved Raman scattering analysis for the identification of secondary phases: characterization of Cu2ZnSnS4 layers for solar cell applications / X. Fontané, L. Calvo-Barrio, V. Izquierdo-Roca, E. Saucedo, A. Pérez-Rodriguez, J. Morante, D. Berg, P. Dale, S. Siebentritt // Applied Physics Letters. - 2011. - Vol. 98. № 18. - P. 181905.

65. Yoo, H. Growth of Cu2ZnSnS4 thin films using sulfurization of stacked metallic films / H. Yoo, J. Kim // Thin Solid Films. - 2010. - Vol. 518. № 22. - P. 6567-6572.

66. Wang, K. Structural and elemental characterization of high efficiency Cu2ZnSnS4 solar cells / K. Wang, B. Shin, K.B. Reuter, T. Todorov, D.B. Mitzi, S. Guha // Applied Physics Letters. - 2011. - Vol. 98. № 5. - P. 051912.

67. Unold, T. / T. Unold, S. Kretzschmar, J. Just, O. Zander, B. Schubert, B. Marsen, H. Schock - (Seattle, USA): Proceedings 37th IEEE PVSC. - 2011.

68. Shin, B. / B. Shin, K. Wang, O. Gunawan, K.B. Reuter, S.J. Chey, N.A. Bojarczuk, T. Todorov, D.B. Mitzi, S. Guha - (Seattle, USA): Proceedings 37th IEEE PVSC. -2011.

69. Nagoya, A. Defect formation and phase stability of Cu2ZnSnS4 photovoltaic material / A. Nagoya, R. Asahi, R. Wahl, G. Kresse // Physical Review B. - 2010. -Vol. 81. № 11. - P. 113202.

70. Chen, S. Defect physics of the kesterite thin-film solar cell absorber C^ZnSnS4/ S. Chen, X. Gong, A. Walsh, S.-H. Wei // Applied Physics Letters. - 2010. - Vol. 96. № 2. - P. 021902.

71. Maeda, T. First-principles calculations of vacancy formation in In-free photovoltaic semiconductor Cu2ZnSnSe4 / T. Maeda, S. Nakamura, T. Wada // Thin Solid Films. - 2011. - Vol. 519. № 21. - P. 7513-7516.

72. Chen, S. Intrinsic point defects and complexes in the quaternary kesterite semiconductor Cu2ZnSnS4/ S. Chen, J.-H. Yang, X.-G. Gong, A. Walsh, S.-H. Wei // Physical Review B. - 2010. - Vol. 81. № 24. - P. 245204.

73. Biswas, K. The electronic consequences of multivalent elements in inorganic solar absorbers: Multivalency of Sn in Cu2ZnSnS4/ K. Biswas, S. Lany, A. Zunger // Applied Physics Letters. - 2010. - Vol. 96. № 20. - P. 201902.

74. Siebentritt, S. The electronic structure of chalcopyrites—bands, point defects and grain boundaries / S. Siebentritt, M. Igalson, C. Persson, S. Lany // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. - 2010. - Vol. 18. № 6. - P. 390-410.

75. Nagoya, A. First-principles study of Cu2ZnSnS4 and the related band offsets for photovoltaic applications / A. Nagoya, R. Asahi, G. Kresse // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2011. - Vol. 23. № 40. - P. 404203.

76. Tanaka, T. Preparation of Cu2ZnSnS4 thin films by hybrid sputtering / T. Tanaka, T. Nagatomo, D. Kawasaki, M. Nishio, Q. Guo, A. Wakahara, A. Yoshida, H. Ogawa // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2005. - Vol. 66. № 11. - P. 1978-1981.

77. Friedlmeier, T.M. / T.M. Friedlmeier, N. Wieser, T. Walter, H. Dittrich, H.W. Schock // in 14th European photovoltaic solar energy conference. 1997. - P. 1242.

78. Zhang, J. Cu2ZnSnS4 thin films prepared by sulfurization of ion beam sputtered precursor and their electrical and optical properties / J. Zhang, S. Lexi, F. Yujun, X. Erqing // Rare metals. - 2006. - Vol. 25. № 6. - P. 315-319.

79. Leitao, J. P. Photoluminescence and electrical study of fluctuating potentials in Cu2ZnSnS4 -based thin films / J. Leitao, N.M. Santos, P. Fernandes, P. Salomé, A. Da Cunha, J. González, G. Ribeiro, F. Matinaga // Physical Review B. - 2011. - Vol. 84. № 2. - P. 024120.

80. Ito, K. Electrical and optical properties of stannite-type quaternary semiconductor thin films / K. Ito, T. Nakazawa // Japanese Journal of Applied Physics. - 1988. -Vol. 27. № 11R. - P. 2094.

81. Nakayama, N. Sprayed films of stannite Cu2ZnSnS4 / N. Nakayama, K. Ito // Applied Surface Science. - 1996. - Vol. 92. - P. 171-175.

82. Katagiri, H. Preparation and evaluation of Cu2ZnSnS4 thin films by sulfurization of EB evaporated precursors / H. Katagiri, N. Sasaguchi, S. Hando, S. Hoshino, J. Ohashi, T. Yokota // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 1997. - Vol. 49. № 14. - P. 407-414.

83. Platzer-Bjorkman, C. Influence of precursor sulfur content on film formation and compositional changes in Cu2ZnSnS4 films and solar cells / C. Platzer-Bjorkman, J. Scragg, H. Flammersberger, T. Kubart, M. Edoff // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2012. - Vol. 98. - P. 110-117.

84. Vigil-Galán, O. Secondary phases dependence on composition ratio in sprayed Cu2ZnSnS4 thin films and its impact on the high power conversion efficiency / O. Vigil-Galán, M. Espíndola-Rodríguez, M. Courel, X. Fontané, D. Sylla, V. Izquierdo-Roca, A. Fairbrother, E. Saucedo, A. Pérez-Rodríguez // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2013. - Vol. 117. - P. 246-250.

85. Dimitrievska, M. Two ideal compositions for kesterite-based solar cell devices / M. Dimitrievska, A. Fairbrother, V. Izquierdo-Roca, A. Pérez-Rodríguez, E. Saucedo // in 2014 IEEE 40th Photovoltaic Specialist Conference (PVSC). 2014. IEEE. - P. 2307-2309.

86. Katagiri, H. The influence of the composition ratio on CZTS-based thin film solar cells / H. Katagiri, K. Jimbo, M. Tahara, H. Araki, K. Oishi // MRS Online Proceedings Library Archive. - 2009. - Vol. 1165.

87. Delbos, S. Kesterite thin films for photovoltaics: a review / S. Delbos // EPJ Photovoltaics. - 2012. - Vol. 3. - P. 35004.

88. Chen, S. Classification of lattice defects in the kesterite Cu2ZnSnS4 and Cu2ZnSnSe4 earth-abundant solar cell absorbers / S. Chen, A. Walsh, X.G. Gong, S.H. Wei // Advanced Materials. - 2013. - Vol. 25. № 11. - P. 1522-1539.

89. Barkhouse, D. A. R. Device characteristics of a 10.1% hydrazine-processed Cu2ZnSn(Se,S)4 solar cell / D.A.R. Barkhouse, O. Gunawan, T. Gokmen, T.K. Todorov, D.B. Mitzi // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. - 2012. - Vol. 20. № 1. - P. 6-11.

90. Scragg, J. J. New routes to sustainable photovoltaics: evaluation of Cu2ZnSnS4 as an alternative absorber material / J.J. Scragg, P.J. Dale, L.M. Peter, G. Zoppi, I. Forbes // physica status solidi (b). - 2008. - Vol. 245. № 9. - P. 1772-1778.

91. Fernandes, P. A. Cu2ZnSnS4 solar cells prepared with sulphurized dc-sputtered stacked metallic precursors / P. Fernandes, P. Salomé, A. Da Cunha, B.-A. Schubert // Thin Solid Films. - 2011. - Vol. 519. № 21. - P. 7382-7385.

92. Moriya, K. Cu2ZnSnS4 thin films annealed in H2S atmosphere for solar cell absorber prepared by pulsed laser deposition / K. Moriya, K. Tanaka, H. Uchiki // Japanese Journal of Applied Physics. - 2008. - Vol. 47. № 1S. - P. 602.

93. Rajeshmon, V. G. Role of precursor solution in controlling the opto-electronic properties of spray pyrolysed Cu2ZnSnS4 thin films / V. Rajeshmon, C.S. Kartha, K. Vijayakumar, C. Sanjeeviraja, T. Abe, Y. Kashiwaba // Solar Energy. - 2011. - Vol. 85. № 2. - P. 249-255.

94. Liu, F. In situ growth of Cu2ZnSnS4 thin films by reactive magnetron co-sputtering / F. Liu, Y. Li, K. Zhang, B. Wang, C. Yan, Y. Lai, Z. Zhang, J. Li, Y. Liu // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2010. - Vol. 94. № 12. - P. 2431-2434.

95. Surya, C. C. Electrodeposition of Cu2ZnSnS4 thin films using ionic liquids / C. Surya, C. Chan, H. Lam, K. Wong // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. - 2010. - Vol. 94. - P. 207-211.

96. Wang, H. Progress in thin film solar cells based on / H. Wang // International journal of Photoenergy. - 2011. - Vol. 2011.

97. Polizzotti, A. The state and future prospects of kesterite photovoltaics / A. Polizzotti, I.L. Repins, R. Noufi, S.-H. Wei, D.B. Mitzi // Energy & Environmental Science. - 2013. - Vol. 6. № 11. - P. 3171-3182.

98. Avellaneda, D. Cu2SnS3 and Cu4SnS4 thin films via chemical deposition for photovoltaic application / D. Avellaneda, M. Nair, P. Nair // Journal of the Electrochemical Society. - 2010. - Vol. 157. № 6. - P. D346-D352.

99. Fernandes, P. A. A study of ternary Cu2SnS3 and Cu3SnS4 thin films prepared by sulfurizing stacked metal precursors / P. Fernandes, P. Salomé, A. Da Cunha // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2010. - Vol. 43. № 21. - P. 215403.

100. Berg, D. M. Raman analysis of monoclinic Cu2SnS3 thin films / D.M. Berg, R. Djemour, L. Gütay, S. Siebentritt, P.J. Dale, X. Fontane, V. Izquierdo-Roca, A. Pérez-Rodriguez // Applied Physics Letters. - 2012. - Vol. 100. № 19. - P. 192103.

101. Wu, C. Hexagonal Cu2SnS3 with metallic character: Another category of conducting sulfides / C. Wu, Z. Hu, C. Wang, H. Sheng, J. Yang, Y. Xie // Applied physics letters. - 2007. - Vol. 91. № 14. - P. 143104.

102. Zhai, Y. T. Structural diversity and electronic properties of Cu2SnX3 (X= S, Se): A first-principles investigation / Y.-T. Zhai, S. Chen, J.-H. Yang, H.-J. Xiang, X.-G. Gong, A. Walsh, J. Kang, S.-H. Wei // Physical Review B. - 2011. - Vol. 84. № 7. -P. 075213.

103. Su, Z. Fabrication of ternary Cu-Sn-S sulfides by a modified successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method / Z. Su, K. Sun, Z. Han, F. Liu, Y. Lai, J. Li, Y. Liu // Journal of Materials Chemistry. - 2012. - Vol. 22. № 32. - P. 1634616352.

104. Onoda, M. Crystal structure and twinning of monoclinic Cu2SnS3 / M. Onoda, X.-a. Chen, A. Sato, H. Wada // Materials Research Bulletin. - 2000. - Vol. 35. № 9. -P. 1563-1570.

105. Shen, Y. Eco-friendly p-type Cu2SnS3 thermoelectric material: crystal structure and transport properties / Y. Shen, C. Li, R. Huang, R. Tian, Y. Ye, L. Pan, K. Koumoto, R. Zhang, C. Wan, Y. Wang // Scientific reports. - 2016. - Vol. 6. - P. 32501.

106. Chen, X. Synthesis, electrical conductivity, and crystal structure of Cu4Sn7S16 and structure refinement of Cu2SnS3 / X.-a. Chen, H. Wada, A. Sato, M. Mieno // journal of solid state chemistry. - 1998. - Vol. 139. № 1. - P. 144-151.

107. Xi, L. Chemical bonding, conductive network, and thermoelectric performance of the ternary semiconductors Cu2SnX3 (X= Se, S) from first principles / L. Xi, Y. Zhang, X. Shi, J. Yang, X. Shi, L. Chen, W. Zhang, J. Yang, D.J. Singh // Physical Review B. - 2012. - Vol. 86. № 15. - P. 155201.

108. Titilayo, A. photovoltaic characteristics of thin films of Cu2SnS33 / A. Titilayo, O.A. Fakolujo// Optical Materials Technology for Energy Efficiency and Solar Energy Conversion V. 1986. International Society for Optics and Photonics. - P. 321326.

109. Fiechter, S. Phase relations and optical properties of semiconducting ternary sulfides in the system Cu-Sn-S / S. Fiechter, M. Martinez, G. Schmidt, W. Henrion, Y. Tomm // Journal of Physics and Chemistry of solids. - 2003. - Vol. 64. № 9-10. -P. 1859-1862.

110. Bouaziz, M. Structural and optical properties of Cu2SnS3 sprayed thin films / M. Bouaziz, M. Amlouk, S. Belgacem // Thin Solid Films. - 2009. - Vol. 517. № 7. - P. 2527-2530.

111. Bouaziz, M. Growth of Cu2SnS3 thin films by solid reaction under sulphur atmosphere / M. Bouaziz, J. Ouerfelli, S. Srivastava, J.C. Bernede, M. Amlouk // Vacuum. - 2011. - Vol. 85. № 8. - P. 783-786.

112. Adelifard, M. Preparation and characterization of Cu2SnS3 ternary semiconductor nanostructures via the spray pyrolysis technique for photovoltaic applications / M.

Adelifard, M.M.B. Mohagheghi, H. Eshghi // Physica Scripta. - 2012. - Vol. 85. № 3. - P. 035603.

113. Tiwari, D. Cu2SnS3 as a potential absorber for thin film solar cells / D. Tiwari, T. Chaudhuri, T. Shripathi, U. Deshpande // in AIP Conference Proceedings. 2012. AIP.

- P. 1039-1040.

114. Guan, H. Structural and optical properties of Cu2SnS3 and Cu3SnS4 thin films by successive ionic layer adsorption and reaction / H. Guan, H. Shen, C. Gao, X. He // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. - 2013. - Vol. 24. № 5. - P. 1490-1494.

115. Dahman, H. Structural, morphological and optical properties of Cu2SnS3 thin film synthesized by spin coating technique / H. Dahman, S. Rabaoui, A. Alyamani, L. El Mir // Vacuum. - 2014. - Vol. 101. - P. 208-211.

116. Kanai, A. Fabrication of Cu2SnS3 thin-film solar cells with power conversion efficiency of over 4% / A. Kanai, K. Toyonaga, K. Chino, H. Katagiri, H. Araki // Japanese Journal of Applied Physics. - 2015. - Vol. 54. № 8S1. - P. 08KC06.

117. Berg, D. M. Thin film solar cells based on the ternary compound Cu2SnS3 / D.M. Berg, R. Djemour, L. Gutay, G. Zoppi, S. Siebentritt, P.J. Dale // Thin Solid Films. -2012. - Vol. 520. № 19. - P. 6291-6294.

118. Katagiri, H. Development of CZTS-based thin film solar cells / H. Katagiri, K. Jimbo, W.S. Maw, K. Oishi, M. Yamazaki, H. Araki, A. Takeuchi // Thin Solid Films.

- 2009. - Vol. 517. № 7. - P. 2455-2460.

119. Todorov, T. K. High-efficiency solar cell with earth-abundant liquid-processed absorber / T.K. Todorov, K.B. Reuter, D.B. Mitzi // Advanced materials. - 2010. -Vol. 22. № 20. - P. E156-E159.

120. Nakashima, M. Cu2SnS3 thin film solar cells prepared by thermal crystallization of evaporated Cu/Sn precursors in sulfur and tin atmosphere / M. Nakashima, T. Yamaguchi, H. Itani, J. Sasano, M. Izaki // physica status solidi (c). - 2015. - Vol. 12. № 6. - P. 761-764.

121. Fernandes, P. A. CuxSnSx+l (x= 2, 3) thin films grown by sulfurization of metallic precursors deposited by dc magnetron sputtering / P. Fernandes, P. Salomé, A. Da Cunha // physica status solidi c. - 2010. - Vol. 7. № 3-4. - P. 901-904.

122. Price, S. Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition of Tin Sulfides (SnS, Sn2S3, and SnS2) on Glass / S. Price, P.P. Louise, M.H. Ivan, J.C. Amanda // Robin, Chem. Mater. - 1999. - Vol. 11. - P. 1792-1799.

123. Munce, C. G. A Raman spectroelectrochemical investigation of chemical bath deposited CuxS thin films and their modification / C.G. Munce, G.K. Parker, S.A. Holt, G.A. Hope // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. - 2007. - Vol. 295. № 1-3. - P. 152-158.

124. Fairbrother, A. On the formation mechanisms of Zn-rich Cu2ZnSnS4 films prepared by sulfurization of metallic stacks / A. Fairbrother, X. Fontané, V. Izquierdo-Roca, M. Espíndola-Rodríguez, S. López-Marino, M. Placidi, L. Calvo-Barrio, A. Pérez-Rodríguez, E. Saucedo // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2013. - Vol. 112. - P. 97-105.

125. Chalapathy, R. Fabrication of Cu2ZnSnS4 films by sulfurization of Cu/ZnSn/Cu precursor layers in sulfur atmosphere for solar cells / R. Chalapathy, G.S. Jung, B.T. Ahn // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2011. - Vol. 95. № 12. - P. 3216 -3221.

126. Jeon, M. Cu2ZnSnS4 thin films and nanowires prepared by different single-step electrodeposition method in quaternary electrolyte / M. Jeon, T. Shimizu, S. Shingubara // Materials Letters. - 2011. - Vol. 65. № 15-16. - P. 2364-2367.

127. Jeon, M. Formation and characterization of single-step electrodeposited Cu2ZnSnS4 thin films: Effect of complexing agent volume / M. Jeon, Y. Tanaka, T. Shimizu, S. Shingubara // Energy Procedia. - 2011. - Vol. 10. - P. 255-260.

128. Aihara, N. Fabrication of Cu2SnS3 thin films by sulfurization of evaporated Cu-Sn precursors for solar cells / N. Aihara, H. Araki, A. Takeuchi, K. Jimbo, H. Katagiri // physica status solidi c. - 2013. - Vol. 10. № 7-8. - P. 1086-1092.

129. Baranowski, L. L. Effects of disorder on carrier transport in Cu2SnS3 / L.L. Baranowski, K. McLaughlin, P. Zawadzki, S. Lany, A. Norman, H. Hempel, R.

Eichberger, T. Unold, E.S. Toberer, A. Zakutayev // Physical Review Applied. -2015. - Vol. 4. № 4. - P. 044017.

130. Tiwari, D. Solution processed single-phase Cu2SnS3 films: structure and photovoltaic performance / D. Tiwari, T. Koehler, R. Klenk, D.J. Fermin // Sustainable Energy & Fuels. - 2017. - Vol. 1. № 4. - P. 899-906.

131. Guan, P. W. A hybrid functional study of native point defects in Cu2SnS3: implications for reducing carrier recombination / P.-W. Guan, Z.-K. Liu // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2018. - Vol. 20. № 1. - P. 256-261.

132. Yang, Z. Research on one-step Preparation of CZTS films and electrochemical optical properties [MS thesis] / Z. Yang // Dalian University of Technology. - 2011.

133. Aihara, N. Sulfurization temperature dependences of photovoltaic properties in Cu2SnS3-based thin-film solar cells / N. Aihara, A. Kanai, K. Kimura, M. Yamada, K. Toyonaga, H. Araki, A. Takeuchi, H. Katagiri // Japanese Journal of Applied Physics. - 2014. - Vol. 53. № 5S1. - P. 05FW13.

134. Gapanovich, M. V. Synthesis of Cu1.5Zn1.15Sn0.85S4 thin films by the reactive magnetron sputtering of target components / M.V. Gapanovich, K.V. Bocharov, V.V. Rakitin, D.M. Sedlovets, N.N. Dremova, A.M. Kolesnikova, G.F. Novikov // Mendeleev Communications. - 2016. - Vol. 5. № 26. - P. 443-445.

135. Jheng, B. T. Effects of substrate temperature on the Cu2ZnSnS4 films deposited by radio-frequency sputtering with single target / B.-T. Jheng, K.-M. Huang, S.-F. Chen, M.-C. Wu //. - 2014.

136. Kusano, E. Control of composition and properties by the use of reflector wall in RF sputter deposition of Cu2ZnSnS4 thin films / E. Kusano, M.-a. Sakamoto // Thin Solid Films. - 2015. - Vol. 589. - P. 433-440.

137. Seol, J. S. Electrical and optical properties of Cu2ZnSnS4 thin films prepared by rf magnetron sputtering process / J.-S. Seol, S.-Y. Lee, J.-C. Lee, H.-D. Nam, K.-H. Kim // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2003. - Vol. 75. № 1-2. - P. 155162.

138. Dhakal, T. P. Characterization of a CZTS thin film solar cell grown by sputtering method / T.P. Dhakal, C.Y. Peng, R.R. Tobias, R. Dasharathy, C.R. Westgate // Solar Energy. - 2014. - Vol. 100. - P. 23-30.

139. Pawar, S. M. Growth of void free Cu2ZnSnS4 (CZTS) thin films by sulfurization of stacked metallic precursor films / S. Pawar, A. Inamdar, K. Gurav, S. Shin, Y. Jo, J. Kim, H. Im, J.H. Kim // Vacuum. - 2014. - Vol. 104. - P. 57-60.

140. Khalkar, A. Deposition of Cu2ZnSnS4 thin films by magnetron sputtering and subsequent sulphurization / A. Khalkar, K.-S. Lim, S.-M. Yu, S.P. Patole, J.-B. Yoo // Electronic Materials Letters. - 2014. - Vol. 10. № 1. - P. 43-49.

141. Muhunthan, N. Growth of CZTS thin films by cosputtering of metal targets and sulfurization in H2S / N. Muhunthan, O.P. Singh, S. Singh, V. Singh // International Journal of Photoenergy. - 2013. - Vol. 2013.

142. Chen, Q. Preparation of nanostructured Cu2SnS3 photocatalysts by solvothermal method / Q. Chen, D. Ma // International Journal of photoenergy. - 2013. - Vol. 2013.

143. Chen, X. Preparation and characterization of ternary Cu-Sn-E (E= S, Se) semiconductor nanocrystallites via a solvothermal element reaction route / X. Chen, X. Wang, C. An, J. Liu, Y. Qian // Journal of crystal growth. - 2003. - Vol. 256. № 3-4. - P. 368-376.

144. Rabaoui, S. Structural, optical and electrical properties of Cu2SnS3 nanoparticles synthesized by simple solvothermal technique / S. Rabaoui, H. Dahman, N.B. Mansour, L. El Mir // Journal of Materials Science: Materials in Electronics. - 2015. - Vol. 26. № 2. - P. 1119-1124.

145. Tan, Y. Facile solvothermal synthesis of Cu2SnS3 architectures and their visible-light-driven photocatalytic properties / Y. Tan, Z. Lin, W. Ren, W. Long, Y. Wang, X. Ouyang // Materials Letters. - 2012. - Vol. 89. - P. 240-242.

146. Wei, A. Solvothermal synthesis of Cu2ZnSnS4 nanocrystalline thin films for application of solar cells / A. Wei, Z. Yan, Y. Zhao, M. Zhuang, J. Liu // International Journal of Hydrogen Energy. - 2015. - Vol. 40. № 1. - P. 797-805.

147. Zhang, S. CZTS thin film and it's research progress of solar cell / S. Zhang // Engineering and Technology. - 2010. № 8. - P. 67-69.

148. Chalapathi, U. Effect of annealing temperature on the properties of spray deposited CuiSnSs thin films / U. Chalapathi, Y. Jayasree, S. Uthanna, V. Sundara Raja // physica status solidi (a). - 2013. - Vol. 210. № 11. - P. 2384-2390.

149. Ziti, A. Study of kesterite CZTS thin films deposited by spin coating technique for photovoltaic applications / A. Ziti, B. Hartiti, H. Labrim, S. Fadili, A. Ridah, B. Belhorma, M. Tahri, P. Thevenin // Superlattices and Microstructures. - 2017.

150. Dias, S. Temperature dependent electrical behaviour of Cu2SnS3 films / S. Dias, S. Krupanidhi // AIP Advances. - 2014. - Vol. 4. № 3. - P. 037121.

151. Порай-Кошиц, М. А. Основы структурного анализа химических соединений / М.А. Порай-Кошиц - М.: Высшая школа. - 1982. - 192 с.

152. Фабелинский И. Л. Открытие комбинационного рассеяния света / И.Л. Фабелинский - Успехи физических наук. - 1978. - Т. 126. - 124 с.

153. Колпаков А. Я. Тонкие наноразмерные твердые покрытия / А.Я. Колпаков, М.Е. Галкина - Учебное пособие. - M.: Белгород. - 2013. - 314 с.

154. Кучис, Е. В. Методы исследования эффекта Холла / Е.В. Кучис - M.: Советское радио. - 1974. - 326 с.

155. Павлов Д. А. Эффект Холла: Практикум. / Д.А. Павлов, С.М. Планкина, А.В. Кудрин - Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет. - 2013. - 24 с.

156. Гременок, В. Ф. Солнечные элементы на основе полупроводниковых материалов / В.Ф. Гременок, М.С. Тиванов, В.Б. Залесский - Минск, Изд-во БГУ. - 2007. - 222 с.

157. Pankove, J. I. Optical processes in semiconductors Prentice-Hall / J. Pankove V. 92- Englewood Cliffs, NJ. - 1971.

158. Shigemi, A. First-principles calculation of Cu2SnS3 and related compounds / A. Shigemi, T. Maeda, T. Wada // physica status solidi (b). - 2015. - Vol. 252. № 6. -P. 1230-1234.

159. Wang, C. X. Fabrication of transparent pn hetero-junction diodes by p-diamond film and n-ZnO film / C. Wang, G. Yang, T. Zhang, H. Liu, Y. Han, J. Luo, C. Gao, G. Zou // Diamond and Related Materials. - 2003. - Vol. 12. № 9. - P. 1548-1552.

160. Shibuya, T. From kesterite to stannite photovoltaics: Stability and band gaps of the Cu2(Zn, Fe)SnS4 alloy / T. Shibuya, Y. Goto, Y. Kamihara, M. Matoba, K. Yasuoka, L.A. Burton, A. Walsh // Applied Physics Letters. - 2014. - Vol. 104. № 2. - P. 021912.

161. Shaposhnikov, V. L. First-principle calculations of band-structures and optical properties of SnS, Cu2SnS3 and Cu2ZnSnS4 for photovoltaics / V.L. Shaposhnikov, A.V. Krivosheeva, V.E. Borisenko, J.L. Lazzari// ScienceJet. - 2012. - Vol. 1. - P. 15.

162. Русаков, А. А. Рентгенография металлов: Учебное пособие / А.А. Русаков -Атомиздат. - 1977.

163. Шкловский, Б. И. Электронные свойства легированных полупроводников / Б.И. Шкловский, А.Л. Эфрос - М.: Наука. - 1979. - 416 с.

164. Miller, A. Impurity conduction at low concentrations / A. Miller, E. Abrahams // Physical Review. - 1960. - Vol. 120. № 3. - P. 745.

165. Mott, N. F. Electronic processes in non-crystalline materials / N. Mott, E.A. Davis: Clarendon Press Oxford. - 1971. - 0198512597.

166. Lisunov, K. G. Features of the acceptor band and properties of localized carriers from studies of the variable-range hopping conduction in single crystals of p-Cu2ZnSnS4 / K. Lisunov, M. Guk, A. Nateprov, S. Levcenko, V. Tezlevan, E. Arushanov // Solar energy materials and solar cells. - 2013. - Vol. 112. - P. 127-133.

167. Finlayson, D. M. Variable-range hopping in indium phosphide / D. Finlayson, P. Mason // Journal of Physics C: Solid State Physics. - 1986. - Vol. 19. № 14. - P. L299.

168. Mott, N. F. Electrons in glass / N. Mott // Contemporary Physics. - 1977. - Vol. 18. № 3. - P. 225-245.

169. Guc, M. Variable-range hopping conductivity in Cu2ZnGeSe4 single crystals / M. Guc, K. Lisunov, E. Hajdeu, S. Levcenko, V. Ursaki, E. Arushanov // Solar energy materials and solar cells. - 2014. - Vol. 127. - P. 87-91.

170. Castner, TG. Hopping conduction in the critical regime approaching the metal-insulator transition / T. Castner // Modern Problems in Condensed Matter Sciences. -Elsevier. - 1991. - P. 1-47.

171. Gunawan, O. Electronic properties of the Cu2ZnSn(Se, S)4 absorber layer in solar cells as revealed by admittance spectroscopy and related methods / O. Gunawan, T. Gokmen, C.W. Warren, J.D. Cohen, T.K. Todorov, D.A.R. Barkhouse, S. Bag, J. Tang, B. Shin, D.B. Mitzi // Applied Physics Letters. - 2012. - Vol. 100. № 25. - P. 253905.

172. Tanaka, K. Donor-acceptor pair recombination luminescence from Cu2ZnSnS4 bulk single crystals / K. Tanaka, Y. Miyamoto, H. Uchiki, K. Nakazawa, H. Araki // Physica status solidi (a). - 2006. - Vol. 203. № 11. - P. 2891-2896.

173. Miyamoto, Y. Optical properties of Cu2ZnSnS4 thin films prepared by sol-gel and sulfurization method / Y. Miyamoto, K. Tanaka, M. Oonuki, N. Moritake, H. Uchiki // Japanese Journal of Applied Physics. - 2008. - Vol. 47. № 1S. - P. 596.

174. Zakhvalinskii, V. S. Structural, Optical and Electrical Conductivity Properties of Stannite Cu2ZnSnS4/ V.S. Zakhvalinskii, T.T.H. Nguyen, T.T. Pham, N.T. Dang, E.A. Piliuk, S.V. Taran // Journal of Electronic Materials. - 2017. - Vol. 46. № 6. -P. 3523-3530.

175. Захвалинский, В. С. Синтез и исследована электропроводности материалов солнечной энергетики Cu2SnS3 и Cu2ZnSnS4 / В.С. Захвалинский, Н.Т.Т. Хонг, Е.А. Пилюк, В.М. Емельянов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии -2019. - Т. 9, № 4.

176. Захвалинский, В. С. Получение и исследование электропроводности Cu2ZnSnS4 / В.С. Захвалинский, Т.Т.Х. Нгуен, Т.Т. Фам, А.Н. Хмара // Современные наукоемкие технологии. - 2013. № 6. - C. 54-56.

177. Захвалинский, В. С. Влияние нагрева подложек на свойства тонких пленок Cu2ZnSnS4/ В.С. Захвалинский, Н.Т.Т. Хонг, П.Т. Тхао, Е.А. Пилюк, Е.А. Кудрявцев, А.В. Захвалинский // Научные Ведомости. - C. 42122.

178. Kahraman, S. Cu2SnS3 absorber thin films prepared via successive ionic layer adsorption and reaction method / S. Kahraman, S. Qetinkaya, H.M. Qakmak, H.A.

Qetinkara, H.S. Guder // International journal of materials research. - 2013. - Vol. 104. № 10. - P. 1020-1027.

179. Barone, G. Deposition of tin sulfide thin films from tin (IV) thiolate precursors /

G. Barone, T.G. Hibbert, M.F. Mahon, K.C. Molloy, L.S. Price, I.P. Parkin, A.M. Hardy, M.N. Field // Journal of Materials Chemistry. - 2001. - Vol. 11. № 2. - P. 464-468.

180. Weber, A. On the Sn loss from thin films of the material system Cu-Zn-Sn-S in high vacuum / A. Weber, R. Mainz, H. Schock // Journal of Applied Physics. - 2010. - Vol. 107. № 1. - P. 013516.

181. Moharrami, F. Structural, electrical, optical, thermoelectrical and photoconductivity properties of the SnO2-Al2O3 binary transparent conducting films deposited by the spray pyrolysis method / F. Moharrami, M. Bagheri-Mohagheghi,

H. Azimi-Juybari, M. Shokooh-Saremi // Physica Scripta. - 2011. - Vol. 85. № 1. -P. 015703.

182. Rodriguez-Lazcano, Y. Properties of CuS thin films treated in air plasma / Y. Rodriguez-Lazcano, H. Martinez, M. Calixto-Rodriguez, A.N. Rodriguez // Thin Solid Films. - 2009. - Vol. 517. № 21. - P. 5951-5955.

183. Orton, J. W. The mechanism of photoconductivity in polycrystalline cadmium sulphide layers / J.W. Orton, B.J. Goldsmith, J.A. Chapman, M.J. Powell // Journal of Applied Physics. - 1982. - Vol. 53. № 3. - P. 1602-1614.

184. Laiho, R. Variable-range hopping conductivity in La1-xCaxMn1-yFeyO3: evidence of a complex gap in density of states near the Fermi level / R. Laiho, K. Lisunov, E. Lahderanta, P. Petrenko, J. Salminen, M. Shakhov, M. Safontchik, V. Stamov, M. Shubnikov, V. Zakhvalinskii // Journal of Physics: Condensed Matter. - 2002. - Vol. 14. № 34. - P. 8043.

185. Aihara, N. Donor-acceptor pair recombination luminescence from monoclinic Cu2SnS3 thin film / N. Aihara, K. Tanaka, H. Uchiki, A. Kanai, H. Araki // Applied Physics Letters. - 2015. - Vol. 107. № 3. - P. 032101.

186. Töpper, K. Photoluminescence of CuInS2 thin films and solar cells modified by postdeposition treatments / K. Töpper, J. Bruns, R. Scheer, M. Weber, A. Weidinger, D. Bräunig // Applied Physics Letters. - 1997. - Vol. 71. № 4. - P. 482-484.

187. Orletskii, I. G. Structural, optical, and electrical properties of Cu2SnS3 thin films produced by sol gel method / I. Orletskii, M. Solovan, F. Pinna, G. Cicero, P. Mar'yanchuk, E. Maistruk, E. Tresso // Physics of the Solid State. - 2017. - Vol. 59. № 4. - P. 801-807.

188. Crovetto, A. Dielectric function and double absorption onset of monoclinic Cu2SnS3: Origin of experimental features explained by first-principles calculations /

A. Crovetto, R. Chen, R.B. Ettlinger, A.C. Cazzaniga, J. Schou, C. Persson, O. Hansen // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2016. - Vol. 154. - P. 121-129.

189. Shklovskii, B. I. Springer Series in Solid-State Sciences / B.I. Shklovskii, A.L. Efros // Electronic properties of doped semiconductors. - Springer-Verlag Berlin. -1984. - P. 45.

190. Shklovskii, B. I. Scattering and Interference Effects in Variable Range Hopping /

B.I. Shklovskii, B.Z. Spivak // Hopping transport in solids. - 1991. - P. 241-384.

191. Shklovskii, B. I. Positive magnetoresistance in the variable-range hopping region / B.I. Shklovskii//Soviet physics. Semiconductors. - 1983. - Vol. 17(11) - P.1311-1316.

192. Nguyen, Hong T. T. Structural properties and variable-range hopping conductivity of Cu2SnS3 / H.T. Nguyen, V. Zakhvalinskii, T.T. Pham, N.T. Dang, T.V. Vu, E.A. Pilyuk, G.V. Rodriguez // Materials Research Express. - 2019. - Vol. 6. № 5. - P. 055915.

193. Захвалинский, В. С. Получение и исследование электропроводности Cu2SnS3/B.C. Захвалинский, Т.Т. Фам, Т.Т.Х. Нгуен, А.Н. Хмара // Современные наукоемкие технологии. - 2013. № 6. - P. 58-59.

194. Vidal, J. Strong interplay between structure and electronic properties in CuIn(S,Se)2: a first-principles study / J. Vidal, S. Botti, P. Olsson, J.-F. Guillemoles, L. Reining // Physical review letters. - 2010. - Vol. 104. № 5. - P. 056401.

195. Blöchl, P. E. Projector augmented-wave method / P.E. Blöchl // Physical review B.

- 1994. - Vol. 50. № 24. - P. 17953.

196. Yan, Z. Numerical test of the sixth-order gradient expansion for the kinetic energy: Application to the monovacancy in jellium / Z. Yan, J.P. Perdew, T. Korhonen, P. Ziesche // Physical Review A. - 1997. - Vol. 55. № 6. - P. 4601.

197. Heyd, J. Hybrid functionals based on a screened Coulomb potential / J. Heyd, G.E. Scuseria, M. Ernzerhof // The Journal of chemical physics. - 2003. - Vol. 118. № 18.

- P. 8207-8215.

198. Kresse, G. G. kresse and d. joubert, phys. rev. b 59, 1758 (1999) / G. Kresse // Physical Review B. - 1758. - Vol. 59. - P. 1999.

199. Aksyonov, D. A. Understanding migration barriers for monovalent ion insertion in transition metal oxide and phosphate-based cathode materials: A DFT study / D.A. Aksyonov, S.S. Fedotov, K.J. Stevenson, A. Zhugayevych // Computational Materials Science. - 2018. - Vol. 154. - P. 449-458.

200. Anisimov, V. I. Density-functional theory and NiO photoemission spectra / V.I. Anisimov, I.V. Solovyev, M.A. Korotin, M.T. Czyzyk, G.A. Sawatzky // Physical Review B. - 1993. - Vol. 48. № 23. - P. 16929.

201. Harun, Kausar. Electronic properties of ZnO nanoparticles synthesized by Sol-gel method: A LDA+ U calculation and experimental study / K. Harun, N. Mansor, Z.A. Ahmad, A.A. Mohamad // Procedia Chemistry. - 2016. - Vol. 19. - P. 125-132.

202. Miao, Y. The GGA+U method studied the effects of Cu doping on the formation energy, electronic and optical properties of V-doped ZnO / Y. Miao, H. Wang, H. Li, K. He, Q. Wang // Optical and Quantum Electronics. - 2017. - Vol. 49. № 9. - P. 286.

203. Schlegel, H. B. Optimization of equilibrium geometries and transition structures/ H.B. Schlegel// Journal of Computational Chemistry. - 1982. - Vol. 3. № 2. - P. 214218.

204. Zakaria, Z. Effects of sulfurization temperature on Cu2ZnSnS4 thin film deposited by single source thermal evaporation method / Z. Zakaria, P. Chelvanathan, M.J. Rashid, M. Akhtaruzzaman, M.M. Alam, Z.A. Al-Othman, A. Alamoud, K. Sopian,

N. Amin // Japanese Journal of Applied Physics. - 2015. - Vol. 54. № 8S1. - P. 08KC18.

205. Chen, S. Wurtzite-derived polytypes of kesterite and stannite quaternary chalcogenide semiconductors / S. Chen, A. Walsh, Y. Luo, J.-H. Yang, X. Gong, S.-H. Wei // Physical Review B. - 2010. - Vol. 82. № 19. - P. 195203.

206. Kohn, W. / W. Kohn, L.J. Sham // Physis Revew. - 1965. - Vol. 140, A1133.

207. http: //www.cryst.ehu.es/cryst/get_kvec.

208. Wooten, F. Absorption and dispersion / F. Wooten // Optical Properties of Solids. - 1972. - P. 52.

209. Fang, R. Ch. Solid state spectroscopy / R.C. Fang // Press of China University of Science and Technology, Hefei, China. - 2001. - P. 61.

210. Захвалинский, В.С. Электронная зонная структура и основные оптические свойства структур кестерита и станнита материала для солнечной энергетики Cu2ZnSnS4: расчеты из первых принципов / В. С. Захвалинский, Н.Т.Т. Хонг, А.И. Картамышев, В.М. Емельянов / Известия Юго-Западного государственного университета. Серия:Техника и технологии - 2020. Т. 10, № 1.