الدراسة البنيوية والضوئية والكهربائية لشرائح اكسيد القصدير المطعم بالنحاس

تيبعشلا تيطازقويذلا تيزئاشجلا تيرىهوجلا

يولعلا ثحبلا و يلاعلا نيلعتلا ةراسو

بيتزتلا نـقر : لسلستلا نقر :

زضخل هوح ذيهشلا تعهاج

-يداىلاب

-تقيقذلا مىلعلا تيلك

نسق

ءايشيفلا :

ةزكذه

جزخت

ليٌل

ةداهش

زتساه

يويداكأ

لاجولا

:

ةداولا مىلع

صصختلا

:

ءايشيف

تيقيبطت

تقاط

عاعشإو

يه

داذعإ

ىابلاطلا

:

يًوزوح ييذلا رىً

-بع

ــ

ليلب رداقلا ذ

ـــ

ت

عىضىولا

مىي تشقىً : 70 / 70 / 7700 ةرتاسلاا يه ةًىكولا ةشقاٌولا ةٌجل ماهأ : يداهلا دوحه ةيطع نسق سضاحه ذاتسا -ب اسيئز قوزاف ةيلياجعل نسق دعاسه ذاتسا -أ اشقاٌه يزاوش ةوطاف دوحا نسق دعاسه ذاتسا -أ اشقاٌه ىح يب ة ىاوثع نسق سضاحه ذاتسا -ب سطؤه ا

يعهاجلا نسىولا

:

6102

/

6102

إ دابم اسما هىم دمخسا يذنا عبىنا لى ءي ،ًحاٍح ،ةاٍلحا مٍن ثءاضا ًخنا تعمشنا و .تٍناغنا ًمأ إ لى تعس _{ادبأ ًهاضٌ لا هـِعاس}ً ّحا ىهع نىكنا ،هبهق مجا هم ادهج زخدٌ لم يذنا لىا .شٌشعنا ًبأ ةداعسو ةشع في اٍنح نا مغر ادبأ زصقح لمو ،امود ًبىج لىا جفقو ًخنا ،ًبرد تقٍفرو ،يزمع ةزهس لىإ .تٍناغنا ًخجوس ،ءاىعنا و تقشلما وايحر لىإ خا ي ب و ، ناذهنا ،ةاٍلحا في ًخجه مزح ا .ًخسارد للاخ ةيرثك ثاترف ًىم .تواجم و تمٍمأ ًعٍجشح في ادهج اوزخدٌ لم هٌذهنا ًحاىخا و ًحىخا لىإ تعباخم ىهع ًثح و .مهئاىبا مكو ،ًخسارد افزح ًىمهع هم مك لىإ .ًهع مضفنا مها و ًمهعم و ًحذحاسأ ، ناكم مك في مهعناب ءاقحرلإن ثحبٌو زكفٌ هم مك لىإ . اوديم و هب اىعفىٌ نا زٌدقنا ًهعنا للها لائاس ،عضاىخلما ممعنا اذه مهٌدها ءلاؤه مك لىإ .هقٍفىخب

ًووزحم هٌدنا رىو

رداقنا دبع تهٍهب

لىإ اذب ءًضلما بكىكنا لىا ،ةاٍلحا في تسردم لوا ،هحافص و هحرىص في ًماسنا هح ًمأ .تٍناغنا لىإ يربكنا بهقنا بحاص ، إ لى ،تعئازنا للها تبه .شٌشعنا ًبأ ادهج اوزخدٌ لم هٌذهنا ًحاىخا و ًحىخا لىإ ًعٍجشح في تعباخم ىهع ًثح و .مهئاىبا مكو ،ًخسارد .ًهع مضفنا مها و ًمهعم و ًحذحاسأ ،افزح ًىمهع هم مك لىإ .ناكم مك في مهعناب ءاقحرلإن ثحبٌو زكفٌ هم مك لىإ اوديم و هب اىعفىٌ نا زٌدقنا ًهعنا للها لائاس ،عضاىخلما ممعنا اذه مهٌدها ءلاؤه مك لىإ .هقٍفىخب

نا فرعو ركش

" نك املاع .. نإ ف مل عطتست نكف املعتم ، نإ ف مل عطتست بحأ ف ءاملعلا نإ ف، مل عطتست لا ف ميضغبت " دعب ةلحر ثحب و ديج و دايتجا تللكت زاجنإب اذى ،ثحبلا دمحن للها زع لجو ىلع ومعن يتلا نم ايب انيلع ويف يلعلا ريدقلا ، امك لا ينعسي لاإ نأ صخا ىمسأب تارابع ركشلا و ريدقتلا روتكدلل " وح نب ة نامثع " ومدق ام ىلع انل نم ديج و حصن و ةفرعم ةليط زاجنا اذى ثحبلا . " ذاتسلاا ةشقانملا ةنجللا ءاضعأ ركشأ و يدايلا دمحم ةيطع ذاتسلاا و اسيئر " " قورا ف ةيلياجعل " " ةذاتسلاا و اشقانم ءارىزلا ةمطا ف دمحا يراوز ىلع ةشقانم " ميتقفاوم ل .اذى يلمع ةشقانم ب مدقتا امك بع نمثا و ىقرأ تارا ركشلا نا فرعلا و ذاتسلأل " وح نب ة ب ركبو " " ذاتسلأا و روشاع لاحر " ربخم ىلع نيلوؤسملا لك و" VTRS انل هومدق ام ىلع " ةدناسمو معد و ةدعاسم نم . "ةذاتسلاا ركشلا ليزج ركشأ و ميرم يدايع .ةدعاسم نم انل وتمدق ام ىلع " اسلا ريدملا ركشلا ليزج ركشا امك ب " تابيطلا ريبكلا.م.ع.ش ةطسوتمل ق يروصنم ليعامسا " " يلاحلا اىريدم و دمحا نيشلا " و " ايب ةيبرتلا راشتسم كلذك يشاب دوعسم " مدق ام لك ىلع و .يتسارد ةرتف للاخ ةدعاسم و تلاييست نم يل ه ديعب نم وا بيرق نم يندعاس نم لكل نا فرعلا و ركشلا تارابع رحأب مدقتا امك .يتسارد ةرتف للاخ

ًووزحم هٌدنا رىو

نا فرعو ركش

رداقنا دبع تهٍهب

" نك املاع .. نإ ف مل عطتست نكف املعتم ، نإ ف مل عطتست بحأ ف ءاملعلا نإ ف، مل عطتست لا ف ميضغبت " دعب ةلحر ثحب و ديج و دايتجا تللكت زاجنإب اذى ،ثحبلا دمحن للها زع لجو ىلع ومعن يتلا نم ايب انيلع ويف يلعلا ريدقلا ، امك لا ينعسي لاإ نأ صخا ىمسأب تارابع ركشلا و ريدقتلا روتكدلل " وح نب ة نامثع " ومدق ام ىلع انل نم ديج و حصن و ةفرعم ةليط زاجنا اذى ثحبلا . " ذاتسلاا ةشقانملا ةنجللا ءاضعأ ركشأ و يدايلا دمحم ةيطع ذاتسلاا و اسيئر " " قورا ف ةيلياجعل " " ةذاتسلاا و اشقانم ءارىزلا ةمطا ف دمحا يراوز ىلع ةشقانم " قفاوم .اذى يلمع ةشقانمب ميت بع نمثا و ىقرأب مدقتا امك ذاتسلأل نا فرعلا وركشلا تارا " وح نب ة ب ركبو " " ذاتسلأا و روشاع لاحر " ربخم ىلع نيلوؤسملا لك و" VTRS انل هومدق ام ىلع " .ةدناسمو معد و ةدعاسم نم "ةذاتسلاا ركشلا ليزج ركشأ و ميرم يدايع .ةدعاسم نم انل وتمدق ام ىلع " ديعب نم وا بيرق نم يندعاس نم لكل نا فرعلا و ركشلا تارابع رحأب مدقتا امك .يتسارد ةرتف للاخ

سرهفنا

عيضاوملا سرهف

ءادهلإا ... ... ... I تاركشتنا ... ... ... III سرهفنا ... V رىصناو لاكشلأا ةمئاق ... VIII لوادجنا ةمئاق ... X زىمرنا ةمئاق ... XI ةــماــعنا ةــمدـقمنا ... 10 ةماعنا ةمدقمنا عجارم ... 04 ( ةفافشنا ةهقاننا ديساكلأا : لولأا مصفنا TCO ) I . 1 ةفافشنا ةهقاننا ديساكلأا ( TCO ) ... ... ... 60 2 .I ةفافشنا ةهقاننا ديساكلأا صئاصخ TCO) ) ... 60 1.2.I ةيئاترهكنا صئاصخنا ... 60 2.2.I ةيئىضنا صئاصخنا ... 16 I . 3 ( ةفافشنا ةهقاننا ديساكلأا رايحخإ ريياعي TCO ) ... 11 I . 1 ةفافشنا ةهقاننا ديساكلأا ىيعطج ( TCO ) ... 11 1.4.I عىن ( ني ىيعطحنا n ) ... 11 2.4.I عىن ( ني ىيعطحنا p ) ... 11 I . 1 ( ريدصقنا ديسكأ SnO2 ) ... 10 1.5.I ( ريدصقنا ديسكلأ ةيرىهثنا ةينثنا SnO2 ) ... 10 2.5.I (ريدصقنا ديسكلأ ةيئاترهكنا صئاصخنا SnO2 ) ... 11 3.5.I ديسكلأ يقاطنا مصافنا ريدصقنا ... 11 4.5.I ( ريدصقنا ديسكلأ ةيئىضنا صئاصخنا SnO2 ) ... 12 5.5.I (ريدصقنا ديسكأ تاقيثطج SnO2 ) ... 06 I . 0 ساحنهن ةيئايًيكناو ةيئايزيفنا صئاصخنا Cu) ) .. ... ... 01 ةصلاخنا ... 01 V

سرهفنا

لولأا مصفنا عجاري ... ... ... 00 يناثنا مصفنا : ةنياعمناو بيسرتنا قرط 1.II ةيسرحنا قرطو ةفافشنا ةهقاننا ديساكلأن ةقيقرنا تاقثطنا ... 01 1.1.II وىهفي تاقثطنا ةقيقرنا ... ... ... 01 2.1.II أدثي ةيسرج تاقثطنا ةقيقرنا ... 01 3.1.II ةينآ ىًن تاقثطنا ةقيقرنا ... ... ... 00 4.1.II محاري ىًن تاقثطنا ةقيقرنا ... 00 5.1.II قرط ةيسرج تاقثطنا ةقيقرنا ديساكلأن ةهقاننا ةفافشنا ... 01 1.5.1.II قرطنا ةيئايزيفنا ... 01 2.5.1.II قرطنا ةيئايًيكنا ... 36 2.II ةثسانًنا ةيسرحنا ةينقج رايحخإ ريياعي ... ... ... 33 3.II ةفافشنا ةهقاننا ديساكلأن ةقيقرنا تاقثطنا ةنياعي قرط ... ... ... 31 1.3.II ةيىينثنا صئاصخنا ديدحج قرط ... 31 2.3.II ةيئاترهكنا صئاصخنا ديدحج قرط ... 30 3.3.II ةيئىضنا صئاصخنا ديدحج قرط ... 32 ةصلاخنا ... 10 يناثنا مصفنا عجاري ... 13 ثناثنا مصفنا : جئاتـــنناو يبيرجتنا ممعنا 1.III يرارحنا للاحنلإات شرنا ةينقحت ةيشغأ ةيسرج ... ... ... 10 1.1.III يرارحنا للاحنلإات شرهن يثيرجحنا ةيكرحنا ... 10 2.1.III ةقيقرنا ةيشغلأا ريضحج ... ... ... 11 2.III .ةثسرًنا حئارشنا صئاصخ ... 11 1.2.III ةيىينثنا صئاصخنا ... ... ... 11 1.1.0.III ةينيسنا ةعشلأا جارعنإ ( XRD ) ... ... 11 0.1.0.III تايثيثحنا دق ... 10 3.1.0.III ةيرىهثنا ةكثشنا ثتاىث ديدحج ... 13 1.1.0.III ةيهخنا يف غارفنا باسح ريدصقنا ديسكلأ ةيساسلاا ... 11 VI

سرهفنا

2.2.III ةيئىضنا صئاصخنا ... 11 1.0.0.III ةيذافننا Transmittance) ) ... ... 11 0.0.0.III يقاطنا مصافنا ( (Eg . ... ... ... 10 3.0.0.III خاتروأ ةقاط (Eu) ... 11 1.0.0.III كًسنا ديدحج ... ... ... ... 12 3.2.III ةيئاترهكنا صئاصخنا ... ... ... 06 1.3.0.III ةيحطسنا ةيواقًنا (Rsh) ... 06 0.3.0.III ةيئاترهكنا ةيهقاننا ... 00 ةصلاخنا ... 01 ثناثنا مصفنا عجاري ... ... ... 01 ةياعنا ةصلاخنا ... 00 VII

لأا ةمئا ق

روصلا و لاكش

روصلاو لاكشلأا ةمئا ق

مكشنا بيترت مكشنا ناونع ص لولاا مصفنا ( مكشنا 1.I ) : ( خامٍثطت TCO ) .... . .... ... ... ... ... ... 76 ( مكشنا 2.I ) : ( حفافشنا حهلاُنا ذٍعاكلأن حٍلاطنا خاٌىتغًنا TCO ) ... ... 78 مكشنا ( 3.I ) : ٍي مكت حفافشنا حهلاُنا داىًنا فٍط كهعت و ... .... .... ... ... 07 مكشنا ( 4.I ) : ( حٍشغلأ ًجىًنا لىطنا حنلاذت صاصتيلإاو طاكعَلإاو حٌرافُنا خلاياعي TCO ) .. .... ... 01 مكشنا ( 5.I ) : حٍمُنا حناحنا ًف حتاصع حضىٌ ًطٍطخت ىعس ( a ( حًعطًنا حناحناو ) b ) ... ... 05 مكشنا ( 6.I ) : ا ٌذصمنا ذٍغكلأحٍعاعلأا حٍهخن ش ... ... ... 07 مكشنا ( 7.I ) : شٌذصمنا ذٍغكلأ ًلاطنا مصاف SnO2 .. ... ... ... 08 مكشنا ( 8.I ) : حضىٌ ًطٍطخت ىعس .ملاىُنا ِاثشأ ًف جششاثًنا شٍغو جششاثًنا خلاامتَلإا . ... ... .. 08 مكشنا ( 9.I ) : صاغ ظغحت صاهج حضىٌ ًطٍطخت ىعس CO2 حٍشغأ ىهع ذًتعًنا SnO2 ... ... 17 يناثنا مصفنا مكشنا ( 1.II ) : حمٍلشنا خامثطن خاسزنا عضىت حهحشي حضىٌ ًطٍطخت ىعس ... ... . ... 15 مكشنا ( 2.II ) : )أ( ثٍح واحتنلإا حهحشي حضىٌ ًطٍطخت ىعس ، تنلاا واحتنلان جشٍخلاا جىطخنا)ب(و واح 16 مكشنا ( 3.II ) : حمٍلشنا خامثطنا ىًُنا حهحشي حضىٌ ًطٍطخت ىعس ... ... ... ... 16 مكشنا ( 4.II ) : ىٌ ًطٍطخت ىعس حمٍلشنا خامثطنا ىًَ طاًَأ حض . ... ... ... 17 مكشنا ( 5.II ) : حٍتىص قىفنا جاىيلأات ػشنا حٍُمتن ظطخي .... ... ... ... ... 18 مكشنا ( 6.II ) : يساشحنا للاحَلإات ػشنا حٍُمتن ظطخي ... ... ... ... 27 مكشنا ( 7.II ) : جضٍكشنا ٌاسوذناو شًغنا حطعاىت ةٍعشتنا حٍُمتن ظطخي .... ... ... ... 20 مكشنا ( 8.II ) : يساشحنا للاحَلاات رارس صاهجن ظطخي ... ... ... ... 21 مكشنا ( 9.II ) : غاشت طشش ةغح خاٌىتغًنا ٍي حهئاع شثع حٍٍُغنا حعشلأا طاكعَا حضىٌ ظطخي ... .. .. 24 مكشنا ( 10.II ) : حٍٍُغنا حعشلأا جاشعَا حضىٌ ظطخي ... ... ... 24 مكشنا ( 11.II ) : حعشلأا جاشعَا صاهج حٍٍُغنا ... . ... ... 25 مكشنا ( 12.II ) : حعتسلأا شتاغًنا حٍُمتن ًحٍضىت ىعس ... ... ... ... 26 مكشنا ( 13.II ) : لىه معف ًحٍضىت ىعس ... ... ... ... ... 27 VIII

لأا ةمئا ق

روصلا و لاكش

مكشنا ( 14.II ) : لىه معف طاٍل مجأ ٍي ًثٌشجتنا ةٍكشتن ... ... ... ... 28 مكشنا ( 15.II ) : حيضحنا ًئاُث ًئىضنا مٍهحتنا صاهجن ًحٍضىت ىعس ... .. ... ... 37 مكشنا ( 16.II ) : ج (ًفٍطنا مٍهحتنا صاه UV-VIS ) ... . ... ... 37 مكشنا ( 17.II ) : خاشٍغت ىُحُي 1 (  h ) ٌىتىفنا حلاط حنلاذت ( h ) ... ... .. ... 30 ثناثنا مصفنا مكشنا ( 1.III ) : " يساشحنا للاحَلإا حٍُمت " حمٍلشنا حٍشغلأا ةٍعشتن ًثٌشجتنا ةٍكشتنا ... . .... 37 مكشنا ( 2.III ) : حيذختغًنا حٍجاجضنا ضئاكشنا .... .... ... .. ... 38 مكشنا ( 3.III ) : (شٌذصمنا ذٌسىهك جداي SnCl2 : 2H2O ) ... .. ... ... ... 47 مكشنا ( 4.III ) : ( طاحُنا ذٌسىهك جداي CuCl2 : 6H2O ) ... ... ... 47 شنا مك ( 5.III ) : ( شٌذصمنا ذٍغكأ حٍشغلأ حٍٍُغنا حعشلأا جاشعَإ فٍط (SnO2 : Cu ... .. ... 40 (مكشنا 6.III :) ( حًٍل ذٌذحت β حٍٍُغنا حعشلأا جاشعَإ ٍي اللاطَإ ) ... ... ... 41 (مكشنا 7.III :) ( خاثٍثحنا ذل خاشٍغت D حنلاذت ) ىٍعطتنا ةغَ ... ... ... 42 (مكشنا 8.III :) ( شٌذصمنا ذٍغكأ حٍشغلأ حٌرافُنا فٍط SnO2:Cu ) ... ... ... 45 (مكشنا 9.III :) خاٍُحُي مصافنا ًلاطنا و حلاط خاتسوأ حئاششن ذٍغكا شٌذصمنا ًمُنا ناو ىعطً طاحُنات . 46 مكشنا ( 10.III ) : خاتسوأ حلاط و ًلاطنا مصافنا ًٍحُي (SnO2 : Cu(1%)) .. ... ... 46 مكشنا ( 11.III ) : ذٍغكأ حٍشغلأ ًلاطنا مصافنا خاشٍغت حَسامي ىُحُي ىٍعطتنا حثغَ حنلاذت شٌذصمنا .. .. 47 مكشنا ( 12.III ) : حلاط شٍغت حَسامي ىُحُي ذٍغكأ حٍشغلأ خاتسوأ ىٍعطتنا حثغَ حنلاذت شٌذصمنا ... .... .... 48 مكشنا ( 13.III ) : طاحُنات ىٍعطتنا حثغَ حنلاذت شٌذصمنا ذٍغكأ حٍشغلأ كًغنا خاشٍغت حَسامي ىُحُي ... . 57 مكشنا ( 14.III ) : ًئاتشهكنا ساٍتنا حنلاذت ذهجنا قشف خاشٍغت ( SnO2 : Cu 0.5%) ... .. .... .. ... 50 مكشنا ( 15.III ) : ذٍغكأ حٍشغلأ حٍحطغنا حيوامًنا خاشٍغت حَسامي ىُحُي ىٍعطتنا حثغَ حنلاذت شٌذصمنا . 51 مكشنا ( 16.III ) : ىٍعطتنا حثغَ حنلاذت حٍحطغنا حيوامًنا و حٍهلاُنا خاشٍغت حَسامي ىحُي ... ... ... 52 IX

لوادجلا ةمئا ق

لوادجلا ةمئا ق

لودجلا مقر نع لودجلا ناو ص لولاا لصفلا لودجلا ( 1.I ) : ( صئاصخ TCO ) ... 70 لودجلا ( 2.I ) : ( ةفافشلا ةلقانلا ديساكلأا طعبل ةيىقاطلا لصاىفلا ضسع TCO ) ... 70 لودجلا ( 3.I ) : ئاصخلا ص ةيساسلأا سيدصقلا ديسكلأ ( SnO2 ) ... 70 لودجلا ( 4.I ) : لل ةيئايميكلاو ةيئايزيفلا صئاصخلا ساحن ( Cu ) ... 17 يناثلا لصفلا لودجلا ( 1.II ) : بيسسحل ةفلحخملا تاينقحلا نيب ةنزاقم ةقيقسلا ةيشغلأا ... 33 ثلاثلا لصفلا لودجلا ( 1.III ) : تابيبحلا دق ةميق D سيدصقلا ديسكلأ ةفلحخم بسنب ... 33 لودجلا ( 2.III ) : تاسيغج ميق ث ثباى ةكبشلا (a) و ( b ) و (c) لادب ةل بسن ميعطحلا .... ... ... 35 لودجلا ( 3.III ) : ةيذافنلا طسىحم ةميق سيدصقلا ديسكلأ ةفلحخم بسنب .... ... 35 لودجلا ( 4.III ) : معطملا و يقنلا سيدصقلا ديسكوا حئاسشل يقاطلا لصافلل ميقلا فلحخم نيبي ... 30 لا لودج ( 5.III ) : معطملا و يقنلا سيدصقلا ديسكوا حئاسشل خابزوأ ةقاطل ميقلا فلحخم نيبي ... 35 لودجلا ( 6.III ) : معطملا كلركو يقنلا سيدصقلا ديسكوا حئاسشل كمسلا ميق نيبي ... ... 57 لودجلا ( 7.III ) : صخلم جئاحنلا لصححملا اهيلع نم تاسايق ملا ةمواق ةيحطسلا ةينقحب طاقنلا ةعبزلأا 51 لودجلا ( 8.III ) : ةبىسحملا ةيئابسهكلا ةيلقانلا ميق حظىي ... ... 53 X

زومرلا ةمئا ق

زومرلا ةمئا ق



ةينيتلالا فورحلا

Eg ًلاطنا مطافنا [eV] . Q نَسخكنلإن تٌسظىعنا تٍئابسٍكنا تىحشنا [C] . nv تىحشنا ثلاماح تفاثك [cm-3] . RSh تٍحطعنا تمَاممنا [Ω] . دٍجنا قسف [V] . I ًئابسٍكنا زاٍخنا [I] . nc جسحنا صٍكسخنا [cm-3] . ةدامهن لاعفنا زُب سطل فظو [nm] . سحنا زاعمنا ظظُخم [m] . نَسخكنلإا تعسظ [m/s] . نا تٌذافى [%] . تٍظاكعولإا [%] . تٍطاظخملإا [%] . كولاب جباث [J.s] . ةسحنا ثاوَسخكنلإا صٍكسح [cm-3] . C ءُضنا تعسظ [m/s] . تناعفنا تهخكنا [Kg] . زاعكولإا تىٌسل . تٍظاظلأا ةدامهن ًلاطنا مطافنا [eV] . نا مطافنا ًف تحاشلإا زادمم ًلاط [eV] . ⃗ ًجُمنا ًجخمنا . XI

زومرلا ةمئا ق

D ًبٍبحنا مجحنا [nm] . dhkl تٌزُهبنا تفاعمنا [nm] . تىٍعهن سباعنا ءُضنا زاعم لُط [cm] . لامخولإا عُو ىهع دمخعٌ جباث . E ًئابسٍكنا ممحنا [V.cm-1] . J زاٍخنا تفاثك [A.cm-2] . L ًئابسٍكنا زاٍخنا يسبع كفدخٌ يرنا لُطنا [cm] . A تىٍعنا عسع [cm] . D تىٍعنا كمظ [cm] . B ًعٍطاىغمنا ممحنا [T] . صخوزُن ةُل [N] . لٌُ دٍج [V] .



ةينانويلا فورحلا

μ تىحشنا ثلاماح تٍكسح [cm V-1s-1] . ρ تٍمَاممنا [Ωcm] . Σ تٍهلاىنا [Ω -1cm-1] . هٍب ءاخسخظلإا همش هٍمداظح [s] . دزاُنا ءُضنا ةدش . .رفاىنا ءُضنا ةدش طكعىمنا ءُضنا ةدش . ضخممنا ءُضنا ةدش . .ظظُنا تٍحامظ .غاسفنا تٍحامظ XII

زومرلا ةمئا ق

صاظخمإ مماعم . تٍئُضنا ثاجُمنا ددسح .[s-1] امشلابهن ًجُمنا لُطنا [nm] . ًلاطنا مطافهن ًجُمنا لُطنا [nm] . تعفحسمنا ثاددسخنا دىع تٍحامعنا . تٍىٍعنا تعشلأن ًجُمنا لُطنا [Å] . تمل ىهعأ عسع فظخىم تمٍل . μn ثاوَسخكنلإا تٍكسح [cm V-1s-1] . μp ثاُجفنا تٍكسح [cm V-1s-1] . فسجنا تعسظ [cm .s-1] .



تارشؤملا

C .تجسحنا Sh .تٍحطعنا F .ةسحنا Hkl .سهٍم ثلاماعم Gap .ًئُض مطاف .فسجنا P .امشلاب P .ثاُجف N .ثاوَسخكنإ XIII

زومرلا ةمئا ق



تاراصتخلإا

TCO . تفافشنا تهلاىنا دٍظاكلأا BC ممىنا تباظع . BV ؤفاكخنا تباظع . SnO2:Cu عطمنا سٌدظمنا دٍعكأ ضاحىناب م . XRD تٍىٍعنا تعشلأا جاسعوإ . UV تٍجعفىب قُفنا . VIS تٍئسمنا . BM تحاشإ .Burstein Moss XIV

:ةماع ةمدقم

2 آكًس ٖذعرٚ لا جداًنا خاسر ٍي جذٚذع خامثؽ ٔأ حمثؽ فطٕن حمٛلشنا حٛشغلاا ػهطظي وذخرسٚ ي شرئشكٚا مصي حثهط جداي ٗهع آثٛسشذ ةعٚ )شسكنا حهٓس( حشْ ٔ حمٛلس آَلأ ٔ ،خاشريَٕاَ جذع ٔأ ذؼأ خاضًٛي ٔ ضئاظخ حمٛلشنا حٛشغلأا كهرًذ ،خاشًٛٛنٕثنا ٔأ غلايلأا غعت ٔأ ٌٕكٛهسنا ٔأ ضاظضنا ٌٕكذ لا حثسَ شثك ٔ شغظنا ٙف ْٙاُرًنا آكًس حمٛمؽف ،ٖشخلأا دإًنا ةٛكاشذ ٙف جشفٕري آرؽُي ىعؽنا ٗنإ ػطسنا اَاٛؼأ جسٕهثنا ٘داؼأ ةٛكشذ ْٙاؼٚ اذٚشف اٛئاٚضٛف اثٛكشذ [ 1 ] . حٛشغلأا عرًرذ ٔ ٖشخأ اَاٛؼأ ّلٕفٚ ٔ حًٛعؽنا آرناؼ ٙف ْٙ ٔ آن حَٕكًنا دإًنا ضئاظخ ٍع فهرخذ حٛئاٚضٛف ضئاظخت [ 2 ] . حُٛمذ شثرعذ ٔ دًْاس ٙرنا خاُٛمرنا ىْأ ٍي ذؼأ حمٛلشنا حٛشغلأا حساسد شٕٚطذ ٙف طعأ ٔ خلاطًٕنا ِاثشأ د جشكف .آطإخ ٍي ذٚذعنا ٍع حؽػأ ًٛظ ٌإ ــ صٚذؽنا حَٛٔشركنلإا جضٓظلأا ع ـ حٛئاٚضٛف ضئاظخ خار دإي ٗهع آهًع ٙف اٛهك اداًرعا ذًرعذ ح آن ٔ حؼفخًُنا جساشؽنا خاظسد ذُع لصإعنا صإخ كهرًذ ٙرنا حهطًٕنا ّثش دإًنات حطاخ حٛئاًٛٛك ٔ ٙتشٓكنا مٛطٕرنا ٗهع حٛهتامنا ٗهع جداي حٚأ صإخ حساسد ٌإ ،ٍٛعي ذؼ ٗنا آذساشؼ حظسد عفذشذ ايذُع كٛلس ءاشغ مكشت ٌٕكذ ايذُع جداًنا ٌإ رإ ،اذظ حًًٓنا عٛػإًنا ٍي فٔشعي ْٕ اًك حمٛلس حٛشغأ مكش اَٛٔشركنلإا اًٛسلا حفاك خاعاُظنا ٔ وٕهعنا ٙف خامٛثطذ ٔ خلااًعرسا كهرًذ خ آُي ٙف ٔ بٕساؽنا جضٓظأ ٔ حٛسًشنا اٚلاخنا خاياًظنا ٙف ٍٚساٛطنا حٓتاعي ٙف وٕٛغنا شٛشأذ حناصلإ ديذخرسا كنر عئ ،حٛئٕؼنا نا ــ َٛاصنا حًٛناعنا بشؽ ـــ ي ٔ حفصكي زٕؽت خشًرسا ٔ ،ح ـــ ع فشعرهن حعسٕ ــ ٗه هطًٕنا ّثش دإًنا صإخ ـ ح جدافرسلاا حَٛاكيأ ٔ )٘سٕهثنا( آئاُت ٔ آثٛكشذ ٔ اٛهًع آُي ٖٕظمنا . ىهع ٗٛمن ذمن ذٛساكلأا حهلاُنا لٔأ حفافشنا زُي ّن حللاطَا حُس 1091 ٍي مثل ىناعنا (Badeker) ٘زنا مًع لٔأ ٗهع ءاشغ ٍي ٌذعي وٕٛيداكنا [3] ، ٙفٔ حُس 1031 ىذ ةٛسشذ ذٛسكأ شٚذظمنا (SnO2) ءاشغك كٛلس وذمٛن آعَٕ ٍي جذٚشف حهمَ ٙف ىهع ذٛساكلأا حهلاُنا حفافشنا ، آثٛسشذ ٌاكٔ ٗهع مكش حٛشغأ حمٛلس ٍٛسؽرن آظئاظخ حٛئاٚضٛفنا حٛئٕؼنأ [4] ، ٌاك اًك ٙف حُس 1940 داًرعا حُٛمذ ششنا للاؽَلاات ٘ساشؽنا ٙف ةٛسشذ حٛشغأ حمٛلس مكن ٍي ذٛسكأ شٚذظمنا (SnO2) ذٛسكأٔ وٕٚذَلأأ (In2O3) . ٌإ حفاػإ غعت خإَٚلأا حَٛذعًنا ةئإشك ىٓسذ مكشت شٛثك ٔ ىٓي ٙف شٛٛغذ ضٛكشذ خلاياؼ حُؽشنا زاذؼإٔ خاشٛغذ ٙف حُٛثنا حٚسٕهثنا ٖشخأٔ ٗهع ٖٕرسي حٛهلاُنا حٛئاتشٓكنا ، سٛؼ ديال حعًٕعي ٍي خاساسذنا ٗهع ىٛعطذ (SnO2) َّٕك ٍي دإًنا حؼارًنا حهٓسٔ ةٛسشرنا كنرٔ جذعت دإي ٍي آُٛت [ 5 ] : طاؽُنا Cu ، ذٚذؽنا Fe ، وٕٚضُغًنا Mn ، ٌإًرَلأا Sb ، وٕٚضٛسنا Cs ، سٕهفنا .F دُٛت حعًٕعي ٍي زاؽتلأا ٙرنا دٚشظأ ٗهع حٛشغأ حمٛلس ٍي ذٛسكأ شٚذظمنا (SnO2 ) ٌأ حفاػإ ةسَ حذٔافري ٍي ٌإًرَلأا (Sb) كنزكٔ سٕهفنا (F) مًعذ ٗهع ٍٛسؽذ سٕهثذ جداًنا عفشنأ ٍي آرٛفافش ٍٛسؽذٔ آرٛهلاَ حٛئاتشٓكنا [ 5 ] . شٛؼؽذ ٗنا سؽثنا ازْ فذٓٚ أ شٚذظمنا ذٛسكا ٍي حمٛلس حٛشغ (SnO2) للاؽَلاات ششنا حُٛمرت كنر ٔ طاؽُنا واذخرسا ٔ ٘ساشؽنا (Cu) حفهرخي ةسُت آن حًعطي جداًك (0-16%) شٛشأذ ٖذي حفشعي مظا ٍي ، حعشلاا ضاشعَا فاٛؽا حساسد للاخ ٍي حٛئاتشٓكنا آطإخ كنزك ٔ حٛئٕؼنأ حُٕٚٛثنا آطإخ ٗهع طاؽُنا ٔ حُٛٛسنا حعتسلاا شتاسًنا حُٛمذ طئارَ مٛهؽذ ٔ حٚرافُنا فاٛؽا ازْ طئارَ عشع ٔ حساسد دًذ ،ةٛذشرنا ٗهع ٙهٚ اًك لٕظف حشلاش للاخ سؽثنا : مظفنا ّٛف لٔاُرُس لٔلاا ذٛساكلاا ذؼلأ صاخ مكشت قشطرَ ىش ،حفافشنا حهلاُنا ذٛساكلاا ٗهع خاٛيًٕع فشنا حهلاُنا ــ ْٕ ٔ لاا حفا ٛسكأ ـ شٚذظمنا ذ ف حساسذنا مؽي َّلأ ـ ْأ صشثَ ٔ مًعنا ازْ ٙ ـ ٛئاٚضٛفنا ّظئاظخ ى ـ ح حٛئاًٛٛكنا ٔ حٛهًعنا ّذامٛثطذ غعت ٔ ، .

:ةماع ةمدقم

3 ايأ ن حثسُنات َٙاصنا مظفه ٗنا ّٛف اُلشطرف ٗهع إًَْ مؼاشي ٔ )حمٛلشنا ولافلاا( حمٛلشنا خامثطنا وٕٓفي فهرخًت مظفنا ازْ اًُرخ ٔ ،حمٛلشنا خامثطنا ةٛسشرن حٛئاًٛٛكنا ٔ حٛئاٚضٛفنا قشطنا ىْأ كنزك ٔ ،جضٛكشنا نا خاللاعنا ىْأ ،حمٛلشنا خامثطهن حٛئاتشٓكنا ٔ حُٕٚٛثنا ٔ حٛئٕؼنا صإخنا حُٚاعي قشؽ حهًعرسًنا حٛػاٚش .كنر ٙف سناصنا مظفنا كنر ٙهٚ مًعنا خاطؽي فهرخي ّٛف اًُػ سٛؼ ،مًعنا ازْ جذتص حتاصًت شثرعٚ ٘زنا ٔ حُٛمرت حفهرخي ةسُت طاؽُنات ىعطًنا ٔ شٚذظمنا ذٛسكا ٍي حمٛلس خامثؽ شٛؼؽذ مؼاشًت ءاذرتا ،ٙثٚشعرنا ؽ ٗهع خاُٛعنا كهذ عشع ىش ،٘ساشؽنا للاؽَلاات ششنا حُٚاعًنا قش آٛهع مظؽرًنا طئارُنا ىْا ضٛخهذ ٔ شٚذظمنا ذٛسكا ضئاظخ ٗهع طاؽُنات ىٛعطرنا ةسَ شٛشأذ لٕؼ خاظارُرسلاا ىْا صلاخرسا ٔ آهٛهؽذ ٔ .

:ةماع ةمدقم

4

:ةماعلا ةمدقملا عجارم

[ 1

] J. I. Ponkove, "Optical Processes in Semiconductors"1sted, Prentice-Hall, Inc, New JERSEY, pp. (34-36), 1971.

[ 2

] K.L. Chopra. S,Major and D.K.pandya, “Transparent Conductors Astatus Review” “ Thin Solid Films”, Vol (1), 1983

[ 3

] K. Badeker, Ann Phys. (Leipzig) 22, 1907.

[ 4

] T.G. Bauer, Ann. Phys. (Paris),vol 30, 1937.

]5] Syed Mansoor Ali, Syed Tajammul Hussain, Shahzad Abu Bakar, Jan Muhammad, Naeem ur Rehman, "Effect of doping on the Structural and Optical Properties of SnO2Thin Films fabricated by Aerosol Assisted Chemical Vapor Deposition", University Islamabad, Pakistan, 2013.

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

5

ٕئ دذؼر عٞ٘رٝ ضئبظخ ذ٤عبًلأا خِهبُ٘ا خكبلشُا ذِؼع بٜ٘ٓ داٞٓ حش٤ضٓ ّبٔزٛلاُ بعبعأٝ شؾجُِ دبو٤جطزُاٝ خ٤عٌُٞٞ٘زُا ٠ِػ ذؽ ءاٞع ذوك ذػشع ٢ك غ٤عٞر حذػ دلابغٓ بٜ٘ٓ ٍبغٓ ضئبظخُا خ٤ئبثشٌُٜا ضئبظخُاٝ خ٤ئٞؼُا يُزًٝ خ٣ٞ٤٘جُا

.

ذؼ٣ ذ٤غًأ ش٣ذظوُا SnO2 ٖٓ صشثأ ٙزٛ ذ٤عبًلأا بٛشضًأٝ لابٔؼزعا دٞؼ٣ٝ ٚل٤٘ظر ٠ُئ داُٞٔا ٢زُا غزٔزر خ٤ِهب٘ث خ٤ئبثشًٜ خ٤ُبػ خ٤كبلشٝ خ٤ئٞػ ٞٛٝ بٓ ِٚؼغ٣ ٌَش٣ بٌٗٞٓ بٜٔٓ ٢ك دبو٤جطزُا خ٤ئٞػٝشٌُٜا ّذخزغ٣ٝ بعبعأ َهبً٘ فبلش ٢ك داضلؾُٔا حضٜعأٝ سبؼشزعئ ،صبـُا ئِ٣ٝ خٓٝبوٓ خ٤ئبثشًٜ خؼلخ٘ٓ َطبكٝ ؽ ٢هب ش٤جً Eg = 3.6 eV ، ٌٖٔ٣ٝ بؼ٣أ ٕأ ّذخزغ٣ دٝشزٌُاً ٢ك ب٣لاخُا ٤غٔشُا ،خ ٌٕٞ٣ ذ٤غًأ ش٣ذظوُا فبلش ٢ك ٍبغُٔا ٢ئشُٔا ئِ٣ٝ َٓبؼٓ سبغٌٗا غلرشٓ ٢ك خؼشلأا ذؾر ءاشٔؾُا َٔؼزغ٣ٝ خ٣بٔؾً زكاُِٞ٘ ٢زُا ؼٔغر ءٞؼُا سٝشٔث ظبلؾُاٝ ٠ِػ خعسد حساشؾُا َخاد طسبخٝ ٢ٗبجُٔا [ 1 ] . ٢ك ازٛ َظلُا ٖؾٗ دذظث خعاسد ذ٤عبًلأا خِهبُ٘ا خكبلشُا (TCO) ش٤٣بؼٓٝ بٛسب٤زخا فشؼزُاٝ ٠ِػ ضئبظخُا خلِزخُٔا ذ٤غًلأ ش٣ذظوُا SnO2 .

I

.

1

.

تفافشنا تهقاُنا ديساكلاا

(TCO)

:

خ٤ئبثشًٜ دلابؽ خصلاص ٠ُا داُٞٔا ق٤٘ظر بٌ٘٘ٔ٣ خهبطُا دبثبظػ خ٣شظٗ تغؽ : ٕدبؼٓ ، صاٞػ ٍ فبظٗا َوُ٘ا خثبظػ ٕدبؼُٔا خُبؽ ٢ك َهاٞٗ BC إكبٌزُا خثبظػٝ BV خ٣شؾث ؼٔغ٣ ازٛٝ ٕبزِخاذزٓ ٕبٌٗٞ٣ دبٗٝشزٌُلاا خًشؽ بٓئ فبظٗا خُبؽ ٢ك هاُٞ٘ا َ ٖػ َوُ٘ا خثبظػ َظلر دبٗٝشزٌُلاُ خػٞ٘ٔٓ خثبظػ ذعٞر بٛضٓسٝ خهبطُا حٞغلث حبٔغُٔا ٝ إكبٌزُا خثبظػ Eg ٝ ارئ حٞغلُا ذهبك eV 5 ٍصاٞؼُا ذ٘ػ بٛذ٘ػ ٌٕٞ٘ك . ئِر هبُ٘ا ذ٤عبًلأا دبٗٝشزٌُلإا ٖٓ بؼئبك خكبلشُا خِ ةٞ٤ػ خغ٤زٗ ٌٕٞ٣ دبٗٝشزٌُلإا ٢ك غئبلُا ازٛ ، خجعبُ٘ٔا داُٞٔبث ْ٤ؼطزُا ٝأ ذ٤غًلأُ ١شزٓٞ٤ٌزع َِخ ،خ٣ٞ٤٘ث [2] ، (ٕئ TCO بٓ ٢ُبػ ٢هبؽ َطبك يِزٔر ) ٓ ٞٛٝ ،خطؾُ٘ٔا َهاُٞ٘ا ٙبجشأ ٖٓ بِٜؼغ٣ ٓ ٕأ ٢٘ؼ٣ ب ــ وُ٘ا خثبظػ ٖٓ ت٣شه ٌٕٞ٣ ٢ٓشك ١ٞزغ ــــ َ (BC) ( خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأُ ْ٤ؼطزُا خجغٗ ذٗبً بٓ ٍبؽ ٢ك بِٜخاد ٠زؽ ٝأ TCO خ٤ُبػ ) ، ٕأ ٠ُئ ش٤ش٣ ازٛٝ شزٌُلإبث خئ٤ِٓ ٌٕٞر َوُ٘ا خثبظػ خكشـُا حساشؽ خعسد ٢ك دبٗٝ ( ٍا َؼغ٣ بٔٓ ، TCO بٜٗأ ٠ُئ خكبػئ خِهبٗ ) ِٔر ٖ٤ث ػٝاشز٣ ٢ُبػ ٢هبؽ َطبك ي (3 - 4 eV) ٖٓ بٜؼ٘ٔ٣ بٔٓ صبظزٓا ٖٓ َهأ خهبؽ ئِر دبٗٞرٞك ٢ئشُٔا ءٞؼُِ خكبلش بِٜؼغ٣ٝ ٢هبطُا َطبلُا [1] . حشؾُا دبٗٝشزٌُلإا داذػأ ٢ك ذ٣ض٣ بٔٓ تئاٞشٝ داشـص نِخ ٢ك خلِزخُٔا داُٞٔبث ْ٤ؼطزُا ْٛبغ٣ ا ٙزٛ ؼجظزُ خ٤ِهبُ٘ا غلرشر ٢ُبزُبثٝ ٖػ حسبجػ داُٞٔ خل٤ؼػ داضِك [3] . ٗ ٌٕٞر بٓٞٔػ خ٤ٗذؼُٔا ذ٤عبًلأا ٕئ غ٣شػ ٢هبؽ َطبك يِزٔر ٝ خِهبٗ قظ بُٜ ضٓش٣ ٕأ ٌٖٔ٣ٝ ، ضٓشُبث (MO) َضٔر ش٤ؽ M ٝ خ٤ٗذؼُٔا حسزُا O ٖ٤غغًلأا حسر [3] . ( َٔؼزغر TCO بٜربو٤جطر ٖ٤ث ٖٓٝ دلابغٓ حذػ ٢كٝ غعاٝ مبطٗ ٠ِػ ) [2] :  ا دبشبشُا .خؾطغُٔ  ا ٢ٗبجُٔا( حساشؾُِ خغًبؼُا زكاُٞ٘ ، .)... ٕاشكلأا  خ٤ئب٤ٔ٤ًٝشٌُٜا زكاُٞ٘اٝ ب٣اشُٔا .  .ظُِٔبث ٌْؾزُا دبشبش

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

6  خ٤غٔشُا ب٣لاخُا . (مكشنا І . 1 ) : دبو٤جطر (TCO) [3] .

2. I

.

تفافشنا تهقاُنا ديساكلأا ضئاظخ

TCO)

)

:

ذؼُا خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأُ ٕئ ؼعاٝ دبو٤جطر بُٜ َؼغ٣ بٓ ضئبظخُا ٖٓ ذ٣ ــ ُ٘ا ٙبجشأ ٍبغٓ ٢ك خ ـ َهاٞ ٝ ذ٤عبًلأا ، خِهبُ٘ا داُٞٔا ٢ك ٢ئبثشٌُٜا َوُ٘ا ضئبظخٝ خ٣شٜغُٔا خ٤٘جُا ٖ٤ث خهلاؼُا خعاسد ٠ُئ غكذ٣ ٝ بٜ٘ٓ خ٣سِٞجُاٝ خ٤كسٞٓ٥ا ٠ِػ ذٔزؼر ٢زُا يِر خطبخٝ خكبلشُا In2O3 ٝ SnO2 ٝ ZnO ُٞٔا ٙزٛ شجزؼرٝ ، دا ذ٤عبًلأا خ٤شؿأ ٢ك بؼعاٝ لابغٓ ٌَشر ٢زُاٝ خكبلشُا خ٤ئبثشٌُٜا ةبطهلأا دبو٤جطر ٢ك خ٤ٔٛأ شضًلأا ب٤ُبؽ خ٤ٗٝشزٌُلإا داسٞزعضٗاشزُِ خو٤هشُا [4] . لودجنا (1.I) : ضئبظخ [6] (TCO) . داش٤ـزُٔا خكبلشُا خِهبُ٘ا داُٞٔا ٢هبطُا َطبلُا ٖٓ شجًأ (380 nm) 3.1 eV خ٤كبلشُا (550 nm) ٖٓ شجًأ 90% عٞٗ( n ٝ ) ٖٓ شجًأ 85% عٞٗ( p ) خ٤ٓٝبؤُا 10-4 Ω.cm عٞٗ( n ) ٝ 10-3 Ω.cm عٞٗ( p ) خ٘ؾشُا دلآبؽ ض٤ًشر ٖٓ شجًأ 1020 cm2 عُٞ٘ا ٖٓ ٌَُ( n ٝ p ) خ٤ًشؾُا ٖٓشجًأ 40 cm2(Vs)-1 عٞٗ( n ٝ ) ٖٓشجًأ 20 cm2(Vs)-1 عٞٗ( p ) غثشٓ خٓٝبوٓ ٖٓ َهأ 10 KΩ/carré كمس لجأ نم( 20 nm )

.1.2.I

تيئابسهكنا ضئاظخنا

:

ا خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا بٜث ض٤ٔزر ٢زُا خ٤ئبثشٌُٜا ضئبظخُ [5] :  َطبلُا عشػ ٢هبطُا Eg .  خ٤ِهبُ٘ا -1 cm-1) σ Ω شجزؼرٝ ) خ٘ؾشُا دلآبؽ خكبضٌُ خغ٤زٗ nv) ( ٢ك ) cm3 ) .  دب٘ؾشُا خ٤ًشؽ μ ( cm2 V-1s-1 .)

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

7  بثشٌُٜا خ٘ؾشُا ٕٝشزٌُلإُ خ٣شظ٘ؼُا خ٤ئ (q) . a -يقاطنا مطافنا عسػ : ٖ٤ث ٚزٔ٤ه ػٝاشزر ٢هبؽ َطبلث خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا ض٤ٔزر - 3.01 eV) [6] (4.6 عشػ ٕأٝ بًٔ . خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا قِزخُٔ خ٣ٞهبطُا َطاٞلُا (TCO) ٢ك ّذخزغر ٢زُا دب٤٘وزُِ بوكٝ ش٤ـزر .بٜج٤عشر لودجنا (2.I) : عشػ خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا غؼجُ خ٣ٞهبطُا َطاٞلُا [6] (TCO) . تفافشنا تهقاُنا ديساكلأا (TCO) يقاطنا مطافنا (eV) SnO2 4.2-3.6 ZnO 3.3-3.2 ITO 4.2 ZTO ٖٓ شجًأ 3 TiO2 3.2-3 b -تييواقًنا : ( خ٤ٓٝبؤُا فشؼر ρ ( خ٤ِهبُ٘ا ةِٞؤث ) σ حذؽٞث بٜ٘ػ شجؼ٣ٝ ) cm) . Ω ) ٠طؼرٝ ٖٓ بٜرسبجػ ٌَشُا [5] : σ (1.I) ش٤ؽ : : .ٕٝشزٌُلإُ خ٣شظ٘ؼُا خ٘ؾشُا خ٘ؾشُا دلآبؽ خكبضً : . µ .دب٘ؾشُا خ٤ًشؽ :

c

-تيحطسنا تيواقًنا

:

( خ٤ؾطغُا خٓٝبؤُا شجزؼر ( Rsh طغُا خؼ٤جؽ ْٜلُ خٜٔٓ خ٤ئبثشًٜ حض٤ٓ خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا ٢ك ؼ (TCO) حذؽٞث بٜ٘ػ شجؼ٣ٝ ، ) Ω خ٤ٓٝبؤُا ٖ٤ث خجغُ٘بث فشؼرٝ ) ءبشـُا ئع ٝ ٠طؼرٝ ٢ُبزُا ٌَشُا ٖٓ بٜرسبجػ [5] : (2.I) ( ) (3.I) ٠طؼ٣ : : .ؼ٤ؾظر َٓبؼٓ

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

8 .ذٜغُا مشك : I سب٤زُا حذش : . d -تيُحشنا تيكسحنا : ش٤صأر بُٜٝ خٔ٤وُا حش٤ـزٓ خ٤ًٔ ٖػ خ٘ؾشُا دلآبؽ خ٤ًشؽ شجؼر حدب٣ضُا ٕئ خ٤ئبثشٌُٜا خ٤ِهبُ٘ا ٠ِػ لأُ خ٤ئبثشٌُٜا ضئبظخُا ٖ٤غؾر ٢ك ش٤جً ٌَشث ْٛبغر خ٤ٌُٔا ٙزٛ ْ٤ه ٢ك خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبً (TCO) ، بٓٞٔػ خ٤ًشؾُا نِؼزر سبشزٗبث داُٞٔا َخاد خ٘ؾشُا دلآبؽ ، حدب٣ص ٕئ غهاُٞا ٢ك ض٤ًشر سبشزٗلإا تغٗ ٖٓ ذ٣ضر خ٘ؾشُا دلآبؽ خ٘ؾشُا دلآبؾُ خ٤ٔٛأ بُٜ ٌٕٞر ٢زُاٝ خؼلخ٘ٓ خ٤ًشؾُا [5] . لآبؽ خكبضً خكشؼٓ ٢ػذزغ٣ داُٞٔا خ٤ِهبٗ ٟذٓ ٠ِػ فشؼزُا ٕئ د خ٘ؾشُا طشؾُا ض٤ًشزُا ٠ػذر (nc) ٖٓ َهأ ْ٤ه ذ٘ؼك (nc) شجًأ ْ٤ه ذ٘ػٝ ٍصاٞؼً شجزؼر داُٞٔا ٕاك ٖٓ (nc) َهاًٞ٘ داُٞٔا شجزؼر ، فشؼ٣ ساذؤُا (nc) سب٤ؼٔث Mott ٢ر٥بً ٚرسبجػ ٠طؼرٝ [ 9 [،] 11 ] : : .حدبُِٔ ٍبؼلُا سٞث شطه قظٗ ( خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأُ حذ٤ع خ٤ِهبٗ ؼ٘ٓ ٢ك خ٤عبعأ خ٤ًشؾُا شجزؼر بٓٞٔػ (TCO ، ٌَشُا ٖٓ تزٌرٝ [7] :

(5.I)

: ٖٓص ءبخشزعلاا ٖ٤ٓدبظر ٖ٤ث . : شؾُا سبغُٔا ؾعٞزٓ . ٕٝشزٌُلإا خػشع : . مكشنا (2.I) : خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأُ خ٤هبطُا دب٣ٞزغُٔا .[7] (TCO)

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

01

2.2.I

.

تيئىضنا ضئاظخنا

:

ض٤ٔزر ٍبغُٔا ًَ ٢طـر حزكبٗ ٌَشر بًٜٗٞ ٢ك َضٔزر داض٤ُٔٔا غؼجث خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا فشؼرٝ ٢ئشُٔا دلابوزٗلاا حذش ٖ٤ث خجغُ٘بث خ٤ئٞؼُا ٌٕٞرٝ حدبُٔا شجؼر ٢زُا ءٞؼُا حذشٝ دساُٞا ءٞؼُا ؾعٞزُٔا ٢ك (λ = 400-700 nm) ، ق٤ؽ ٕأ ٝ بًٔ صبظزٓلاا ؼٔغ٣ صلاخزعبث ق٤ؽ ٖٓ ًَ اٝ خ٣ربلُ٘ا طبٌؼٗلإ [8] . عبعا شٛاٞظ خصلاص َجه ٖٓ داُِٞٔ خ٣شظجُا ضئبظخُا ذغغزر خ٣ربلُ٘ا ٢ٛ ٢زُا خ٤ ، خ٤عبٌؼٗلاا ٝ ش٣دبؤُا ٙزٛ خطعاٞث شٛاٞظُا ٙزٛ ض٤ٔزر ٝ صبظزٓلاا T )ربلُ٘ا َٓبؼٓ ٝا خ٣ربلُ٘ا( A )خ٤طبظزٓلاا( ) صبظزٓا َٓبؼٓ( ، يُزًٝ R )طبٌؼٗلاا َٓبؼٓ ٝا خ٤عبٌؼٗلاا( . مكشنا (3.I) : خكبلشُا خِهبُ٘ا داُٞٔا ق٤ؽ نِؼر ٖٓ ٌَث λ ٝ λ [7] . .1.2.2.I تيذافُنا مياؼي (T) : ( زكبُ٘ا ءٞؼُا حذش ٖ٤ث خجغُ٘بث فشؼ٣ ػ حدساُٞا ءٞؼُا حذشٝ حدبُٔا شجػ ) ؼطغُا ٠ِ [6] . (6.I) ٝ 2.2.2.I . مياؼي ضاكؼَلاا ( R ) : ؼطغُا ٟٞزغٓ ٠ِػ ظٌؼ٘٣ ١زُا ءٞؼُا حذش ٖػشجؼ٣ دساُٞاءٞؼُا حذشُ خجغُ٘بث [6] . (7.I) ٝ

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

00 .3.2.2.I مياؼي صاظخيلاا ( A ) : فشؼ٣ٝ بؼ٣أ ٚٗا ضزُٔٔا ءٞؼُا حذش ٖ٤ث خجغُ٘ا دساُٞا ءٞؼُا حذشٝ [6] . (8.I) ٝ زُا ٌَشُبث نكذزُا ظبلؾٗئ ٕٞٗبه ٠طؼ٣ ٢ُب : (9.I) ٌٖٔ٣ ٕئ ٢ِ٣ بًٔ ٚجزٌٗ : (10.I) .4.2.2.I تيطاظخيلإا مياؼي : ٕٞٗبه ٕئ (Beer-Lambert) ا ئعٝ زكبُ٘ا نكذزُا ٖ٤ث ؾثشُبث ؼٔغ٣ ءبشـُ (d) َٓبؼٓ ٌَش ٢ك خُدبؼُٔا ٚؾػٞر ١زُا ٝ خ٤طبظزٓلإا [6] : _(11.I) خ٤شؿأ خ٣ربلٗ : (TCO) . خ٤شؿأ طبٌؼٗئ : (TCO) . خ٤شؿلأا صبظزٓئ َٓبؼٓ : . صبظزٓلإا َٓبؼٓ ؾجرش٣ شجؼ٣ ١زُا دبٔخلإا َٓبؼٔث يُزً ٖػ حدبُٔا َجه ٖٓ خظزُٔٔا خؼشلأا حسبجؼُبث ٚزؿب٤ط ٌٖٔ٣ٝ [7] : λ (12.I) َضٔ٣ ٌَشُا (4.I) داسٞطزُا ٢زُا أشطر ٠ِػ ًَ ٖٓ ،خ٣ربلُ٘ا طبٌؼٗلإا صبظزٓلإاٝ خُلاذث ٍٞطُا ٢عُٞٔا ءبشـُ ن٤هس ٖٓ ذ٤غًأ ش٣ذظوُا (SnO2) ْؼطٓ سِٞلُبث (F) ئغث ؾِجر ٚزٔ٤ه (1.14 m) .

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

01 مكشنا : (4.I) دلآبؼٓ خ٣ربلُ٘ا طبٌؼٗلااٝ صبظزٓلااٝ خُلاذث ٍٞطُا ٢عُٞٔا خ٤شؿلأ خو٤هشُا ذ٤عبًلأا سِٞلُبث ْؼطُٔا ش٣ذظوُا [ 8 ] . ارئ ذٗبً 𝝀 <𝝀𝒈 : َضٔزر ٙزٛ خوطُ٘ٔا ٢ك ٍبغُٔا مٞلُا ٢غغل٘ث ٍاٞؽلأُ ،خ٤عُٞٔا ٕئ خهبؽ دبٗٞرٞلُا ٢زُا ٌٕٞر شجًأ ٝأ ١ٝبغر َطبلُا ٢هبطُا ضزٔر بٓأٝ دبٗٝشزٌُلإا ٢ك خثبظػ إكبٌزُا بٜٗاك َوز٘ر ٠ُئ خثبظػ َوُ٘ا شجزؼر دلابوزٗلاا ٖٓ خثبظػ ٠ُئ ٟشخأ ٢ٛ خ٘ٔ٤ُٜٔا ٢ك ٙزٛ خُبؾُا . بٔث ٕأ ذ٤عبًلأا خِهبُ٘ا خكبلشُا (TCO) خ٤عبعلأا ) ش٤ـُا خٔؼطٓ ( يِزٔر َطبك ٢هبؽ ر ش٤ـز ٚزٔ٤ه ٖٓ 3eV ٠ُئ 4eV نكاٞ٣ ازٛ َطبلُا ٢هبطُا دبٗٞرٞلُا دار ٍاٞؽلأا خ٤عُٞٔا ٖ٤ث (300 nm) ٝ 400 nm) ) ) ٍبغٓ مٞلُا ٢غغل٘ث UV ) ، بٓذ٘ػ ْز٣ صبظزٓئ ،دبٗٞرٞلُا َٔؼر ْٜزهبؽ ٠ِػ شؽ ٍبوزٗئ دبٗٝشزٌُلإا ٖٓ خثبظػ إكبٌزُا ٠ُئ خثبظػ َوُ٘ا ، ٢ك ازٛ ٍبغُٔا ٖٓ ٍاٞؽلأا خ٤عُٞٔا ٌٖٔ٣ دبغ٣ئ َطبلُا ٢هبطُا ٢ئٞؼُا ٍبٔؼزعبث خهلاؼُا خ٤ُبزُا [ 8 ] : ≈(hν−Εg)1/2 (13.I) ش٤ؽ : : َٓبؼٓ صبظزٓلاا : h ذثبص يٗلاث . : ν ددشر دبعُٞٔا ٢ئٞؼُا . Ε𝑔 : عشػ َطبلُا ٢هبطُا . ارئ ذٗبً 𝝀𝒈< 𝝀 <𝝀𝒑 : ٌٕٞ٣ ذ٤غًلأا َهبُ٘ا بكبلش ٠ِػ ٍٞؽ ٍبغُٔا ١زُا َٔزش٣ ٠ِػ ٍاٞؽلأا خ٤عُٞٔا خ٤ئشُٔا ذؾرٝ ءاشٔؾُا خج٣شوُا ، تؼِ٣ ذ٤غًلأا َهبُ٘ا فبلشُا اسٝد ءبشـُا َهبُ٘ا دبؼٓ طبٌؼٗلإُ [ 8 ] .

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

02 ارئ ذٗبً 𝝀 ≥𝝀𝒑 : ٢ك ٍبغٓ ذؾر ءاشٔؾُا خج٣شوُا ) مٞك 1200 nm ( ، ذ٤عبًلأبك خِهبُ٘ا خكبلشُا لا َو٘ر ءٞؼُا ٌَشث ش٤جً ، ٝ ٢ك ازٛ ٍبغُٔا يِزٔر ذ٤عبًلأا خِهبُ٘ا خكبلشُا (TCO) بطبظزٓئ اش٤جً . بًٔ ٌٖٔ٣ دبٔزػلإا ٢ك ش٤غلر ٕبظوٗ خ٣ربلُ٘ا ٠ِػ طرٞٔٗ دٝسد ١زُا ؼػٞ٣ خ٣شظُ٘ا خ٤ٌ٤علاٌُا دبٗٝشزٌُلإُ حشؾُا ٢ك ازٛ طرُٞٔ٘ا ٌٕٞر دبٗٝشزٌُلإا حشؾُا خٜثبشٓ ةزثززُ بٓصلاجُا ددشزُبث 𝜐𝑝 ، نِؼزرٝ يُزً ٍٞطُبث ٢عُٞٔا 𝜆𝑝 ٌٖٔ٣ٝ ش٤جؼزُا بٜ٘ػ خُدبؼُٔبث خ٤ُبزُا [ 8 ] :

(

14.I

)

2 1 p n      _{ }      _ _  _{ }    : 𝜀 خ٤ؽبٔغُا خ٤ئبثشٌُٜا خجغُ٘بث طب٤وُِ ٢ك ٍبغُٔا ٢ئشُٔا . : 0 ٍٞطُا ٢عُٞٔا ١زُا َظ٣ ٙذ٘ػ طبٌؼٗلاا ٠ُئ َهأ خٔ٤ه . ٕئ حدب٣ضُا ٢ك صبظزٓلإا ٍاٞؽلأُ خ٤عُٞٔا 𝜆𝑝 ٢ك ءبشؿ ذ٤غًلأا َهبُ٘ا فبلشُا ؼٔغ٣ طبزٗاث دبٗٝشزٌُئ حشؽ ددشر بٓصلاجُا 𝜐𝑝 ةشؼ٣ ٖػ ش٤صأر ض٤ًشر دبٗٝشزٌُلإا ُا حشؾ 𝑒 ، خ٤ؽبٔغُا

𝜀

1 ٝ

𝜀

0 ٢زُا َضٔر خ٤ؽبٔع ؾعُٞا ،ؽاشلُاٝ يُزًٝ خِزٌُا خُبؼلُا دبٗٝشزٌُلإُ . ( 15.І )

2 * 0 1 e p n m           ٢عُٞٔا ٍٞؽ ٖ٤ث خهلاؼُا ٝ p  بٓصلاجُا ددشر ٝ p  : ( 16.І )

2 p p c     C : .ءٞؼُا خػشع خ٤ئبثشٌُٜا خ٤ؽبٔغُا

𝜀

سبغٌٗلاا خجرشث نِؼزر ٢زُا n َٓبؼٓ ٝ دبٔخلإا k خ٤ُبزُا خُدبؼُٔا ٢ك ؼؼزر بًٔ : ( 17.І )





2 n jk    ارئ ٗبً ذ : υ υ أ ٝ λ 𝜆 خ٤ؽبٔغُِ ٢ِ٤خزُا ءضغُا  ؼجظ٣ ٢و٤وؾُا ءضغُاٝ غلرشٓ ؼجظ٣ تُبع ، ٖػ حشٌك ٢طؼ٣ ازٛٝ عبلرسا .سبغٌٗلاا خجغٗ ارئ ذٗبً : υ υ ٝأ λ 𝜆 ٢ِ٤خزُا ءضغُا ٕبك ٍٝإ٣ ٠ُئ صبظزٓا يُزًٝ شلظُا TCO ٌٕٞ٣ غلخ٘ٓ ، ٢ُبزُبً سبغٌٗلاا خ٘٣شه خثبزً ٌٖٔ٣ٝ [ 8 ] : (18.I)

2 1 p n      _{ }      _ _  _{ }   

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

03 خ٣ربلُِ٘ خلِزخُٔا دبعب٤وُا ٕئ لااٝ طبٌؼٗ ٠ُئ ءٞغُِبث ؼٔغر ئغُا يُزًٝ ٍلاذزعلاا خجرس ٖٓ ٌَث طبٌؼٗلإا دبٔخلإا َٓبؼٓ ، ٢هبطُا َطبلُاٝ Ε .

.3.I

سيياؼي

زايخخا

تفافشنا تهقاُنا ديساكلأا

(TCO)

ئ خكبػئ حذ٤غُا خ٤ئٞؼُاٝ خ٤ئبثشٌُٜا ضئبظخُا ٠ُ ش٤٣بؼُِٔ ٕاك ، ش٤صأر ٠ِػ سب٤زخا مشؽٝ داُٞٔا ُا ٝأ طبزٗلإا خلٌِر ،دب٘٤ؼُا ٠ِػ شلؾُا .خلِزخُٔا ت٤عشز داُٞٔا خ٤ٔع ٟذٓ ، خثلاط ،بٓصلاجُا ددشر دبوجطُا يعبٔرٝ .اذع خٜٔٓ َٓاٞػ َضٔر بٜؼ٤ٔعٝ خ٤شؿلأُ خ٤ئب٤ٔ٤ٌُاٝ خ٣ساشؾُا خٓٝبؤُا ، ًلأا خ٤شؿأ سٞطرٝ ٞٔٗ ٢ك خؼعاٝ خ٤ٔٛأ ٝر ت٤عشزُا مشطُ خلِزخُٔا َٓاٞؼُا ٢ك ٌْؾزُا ذؼ٣ ذ٤عب خكبلشُا خِهبُ٘ا (TCO) يُر ٝ خ٤ُبػ حدٞغث . ش٤ؽ ٖٓ خ٤٘جُا يعبٔرٝ ؾثاشر ٟذٔث نِؼزر خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا خ٤شؿلأ خ٤ئب٣ض٤لُا ضئبظخُا .خلِزخُٔا ت٤عشزُا مشؽٝ فٝشظ َجه ٖٓ شصأزر َٓاٞؼُا ٙزٛ ًَٝ ت٤ًشزُاٝ ٌَشزُا شُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا ٠ِػ تغ٣ خكبل (TCO) يِزٔر ٕأ ٚ٤ِهبٗ خؼلرشٓ خ٤ئبثشًٜ خ٤طبظزٓاٝ خؼلخ٘ٓ خ٤ػُٞ٘ ٢ًٔ ْ٤٤ور ْ٣ذور ٢ػذزغ٣ بٓ ازٛٝ ،٢ئشُٔا ٍبغُٔا ٢ك (TCO) ْرٝ ػاشزها خُدبؼٓ ٢ك َضٔزر خؿب٤ط ٕٝدسٞؿ ( Gordon) [ 9 ] : σ

(19.I) : ش٤ؽ [ _] خ٤ِهبُ٘ا : . [ _] صبظزٓلإا َٓبؼٓ : . [ ] خ٤ؾطغُا خٓٝبؤُا : . [ ] خ٤ٌُِا خ٣ربلُ٘ا : . [ ] ٢ٌُِا طبٌؼٗلإا : . صبظزٓلإا ٕبً ارئ خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأُ (TCO) بؼلرشٓ خ٤ِهبُ٘ا ذٗبً ٝأ ، خظلخ٘ٓ ع خأزع حءبلٌُا ٕاك اذ ؼلخ٘ٓ بٔ٤ه ز خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا ٖ٤ث خٗسبؤُبث ؼٔغ٣ ازٛٝ خ (TCO) خ٤ٗبٌٓئٝ سب٤زخلاا تعبُ٘ٔا . ٍٞؽ دبعاسد حذػ ذزجصأ ذوُ خُدبؼٓ ن٤جطر ٕٝدسٞؿ ٠ِػ خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا ٖٓ ذ٣ذؼُا (TCO) ٖ٤ث حسٞظؾٓ بٜٔ٤ه ٕأ 0 ٝ 7 ، َؼكأ ٕأ ٠ُئ دبعاسذُا غؼث ذظِخ بًٔ (TCO) ر ٢ٛ يِزٔر ٢زُا يِ خُبؼك خِزًٝ خ٤ٗٝشزٌُئ خ٤ًشؽ خؼلخ٘ٓ .

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

04

4.I

تفافشنا تهقاُنا ديساكلأا ىيؼطح

(TCO)

خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا ٢ك ْ٤ؼطزُا ٕئ (TCO) عٞٗ( ٖٓ ْ٤ؼطزُا ٠ِػ بٓٞٔػ ذٔزؼ٣ n اشظٗ يُرٝ ) عٞٗ( ٖٓ خطؾ٘ٓ داُٞٔا ْظؼٓ ٌُٕٞ (n ، بلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأُ ْ٤ؼطر ٍٝأ ْر ذوُ خك (TCO) عٞٗ(ٖٓ (n ٢ك 1997 ُْبؼُا فشؽ ٖٓ J.M.Mochel [ 11 ] ش٣ذظوُا ذ٤غًأ ْ٤ؼطر ٠ُئ ذٔػ ش٤ؽ ، (SnO2) ٕاٞٔزٗلأبث (Sb) ، حش٤خلأا داٞ٘غُا ٢ك ذٓبه ذوُٝ عٞٗ(ٖٓ ْ٤ؼطزُا ٍٞؽ دبعاسد حذػ p .)

1.4.I

عىَ( ٍي ىيؼطخنا

n

)

ٝأ ٕذؼُٔا داسر ٍاذجزعئ ٠ِػ ْ٤ؼطزُا ٖٓ عُٞ٘ا ازٛ ذٔزؼ٣ ٖ٤غغًلأا ، ْغؽ ٠ِػ يُر ذٔزؼ٣ٝ ذ٤غًأ ْ٤ؼطر ٌٖٔ٣ ٚٗأٝ بًٔ .فبلشُا َهبُ٘ا ذ٤غًلأا خٌجش ٢ك ٚٗبثٝرٝ ُٚلاؾٗئ ٟذٓٝ ْ٤ؼطزُا ش٣ذظوُا (SnO2) سِٞلُا : خ٤ُبزُا شطب٘ؼُبث (F) ٕاٞٔزٗلأا ، (Sb) ّٞ٤ثٞ٤ُ٘ا ، (Nb) ُّٞبز٘زُا ، (Ta) يُزًٝ ، ٢ك خِضٔزُٔاٝ ٕدبؼُٔا غؼث طبؾُ٘ا : (Cu) ؾُا ، ذ٣ذ (Fe) ، ( ذُبثٌُٞا Co (ٌَ٤ُ٘اٝ) (Ni ، ذ٤غًأ ٠زؽ ( ّٞ٤ُ٘ٔلأبث بٓٞٔػ ْؼط٣ ١زُا يٗضُا Al ّٞ٤ُبـُبث يُزً ْؼط٣ ٕأ ٌٖٔ٣ ) (Ga) ّٞ٣ذٗلأاٝ (In) [ 11 ] .

2.4.I

عىَ( ٍي ىيؼطخنا

p

)

عٞٗ ٖٓ خ٤عبعلأا بٜزُبؽ ٢ك خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا ٌٕٞر (n) عٞٗ ٖٓ ْ٤ؼطر ٕاك ٢ُبزُبثٝ (p) ُ خكبلشُا خهبُ٘ا ذ٤عبًلأ (TCO) خعاسذُاٝ شؾجُا َؾٓ ٢وث ، خػٞٔغٓ ذٓبه حش٤خلأا داٞ٘غُا ٢لك ( عٞٗ ٖٓ خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا ْ٤ؼطر ٠ِػ َٔؼُبث دبعاسد p ) ، يٗضُا ذ٤غًأ شجزؼ٣ٝ (ZnO) ْؼطُٔا ( عٞ٘ث p ) ٞٛ خعاسد شضًلأاٝ غئبشُا . ُأ خطعاٞث ٖ٤غغًلأا ٍاذجزعاث ٚ٤ِػ ٍٞظؾُا ْز٣ٝ دٝص٥ا ّٞ٤٘ٔ (Al -N) دٝص٥ا يُزًٝ ( N ) [10] . ٌَشُا (5.I) خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا دبثبظؼُ خوكاُٞٔا خ٤٘جُا ٖ٤ج٣ (TCO) ءضغُبك خٔؼطُٔاٝ خ٤وُ٘ا خُٞـشُٔا خُبؾُا َضٔ٣ ١دبٓشُا ، ٌٞر ٖ٣أ ( ٕ 0 g E ) َطبلُا َضٔر هبطُا ٢ ٝ خ٤عبعلأا حدبُِٔ َضٔر خٔ٤ه طزُا ذؼث ٢هبطُا َطبلُا ْ٤ؼ [6] . ν ν (20.I) (21.I) ؼطزُا ٖػ ْعبٗ ٢هبطُا َطبلُا ٢ك ش٤ـزُا ٕئ ض٤ًشزُ خغ٤زٗ ٢هبطُا َطبلُا خٔ٤ه ٢ك حدب٣ضُبك ،ْ٤ : خ٤ُبزُا خُدبؼُٔا ٍلاخ ٖٓ ؼػٞز٣ بًٔ خ٘ؾشُا دلآبؽ Ε Ε 0 g E (22.I) : ش٤ؽ 0 g E .)خٔؼطُٔا ش٤ؿ حدبُٔا نكاٞ٣(٢ِطلأا ٢هبطُا َطبلُا : Ε َؼك ٖػ ظربٗ ) تعٞٓ ساذوٓ( ٢هبطُا َطبلُا ٢ك خؽاصلإاساذوٓ : [6] Burstein-Moss .

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

05 خٔ٤ه ٠طؼرٝ Ε خ٣شظُ٘ بوكٝ Burstein-Moss ٢ُبزُبً [6] : Ε Ε (23.I) مكشنا (5.I) : ٔر خ٤وُ٘ا خُبؾُا ٢ك خثبظؼُا خ٤٘جُ ٢ط٤طخر َ٤ض (a) خٔؼطُٔا خُبؾُاٝ (b) [ 8 ] .

.5.I

سيدظقنا ديسكأ

SnO

₂

)

)

:

شغؽ ٌَش ٠ِػ ٢ؼ٤جطُا ش٣ذظوُا ذ٤غًأ ذعاٞز٣ ُٕٞ ٝر ذ٤غًأ ش٣ذظوُا شغؽ شجزؼ٣ .٢ٗذؼٓ ش٣ذظه ش٤ـزٓ فشػ ذهٝ ،ٕبؼُِٔبث قظز٣ٝ دٞعلأا ٠ُئ شلطلأا ٖٓ ٍلاـزعا ا ازٛ سٞظؼُا ز٘ٓ شغؾُ خٔ٣ذوُا ذه ، ٝأ فبلش ٌٕٞ٣ نوشزُا تؼط لا٤وص ٝ بجِط يُزً ٌٕٞ٣ٝ فبلش ش٤ؿ سبغٌٗلااٝ ّٝبوٓ ، سبٜظٗلاُ ٠زؽ خعسد 1620°C [ 1 ] .

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

06 لودجنا (3.I) : ضئبظخُا خ٤عبعلأا ش٣ذظوُا ذ٤غًلأ SnO2 [ 1 ] . سيدظقنا ديسكأ ضئاظخ (SnO2) ىسلاا يَدؼًنا ش٣ذظوُا شغؽ نا تغيظنا تيئايًيك SnO2 تيزىهبنا تيُبنا ب٣اٝضُا ٢ػبثس تيئاضفنا ةسيصنا P42/mnm تيزىهبنا تكبشنا جباىث a = 4.738 Å / b = 3.187 Å تينىًنا تهخكنا 150.69 g/mol سهظًنا ١سِٞث تِط ٌىهنا ١دبٓس ٝأ غ٤ثأ زاهظَلإا تطقَ 1500-1630 °C ٌايهغنا تطقَ 1800-1900 °C نا مطافنا يقاط Eg = 3.6 eV تفاثكنا 6.90 g/cm3 ءاًنا يف ٌابورنا )ضًشُٔا يز٣شجٌُا غٔؽ ٢ك ٕبثٝزُِ َثبه( ٕبثٝزُِ َثبه ش٤ؿ 1.5.I سيدظقنا ديسكلأ تيزىهبنا تيُبنا ( SnO2) : ؾ٤ؾُٔا ؾـؼُا ٢ك حذؽاٝ حشوزغٓ خُبؽ ش٣ذظوُا ذ٤غًأ يِزٔ٣ [ 13 ] ش٣ذظوُا شغؽ بٛذ٘ػ ٠ٔغ٣ ٞٛٝ ئِ٣ ( خ٤ِظلٓ خ٤٘ث Rutile خ٤ئبؼلُا حشٓضُا دار ب٣اٝضُا خ٤ػبثس ) P42/mnm خ٤ِخُا ١ٞزؾرٝ ، داسر خزع ٠ِػ حذؽاُٞا ش٣ذظه ٢رسر( )ٖ٤غغًٝأ داسر غثسأٝ ، ش٣ذظه ٕٞ٣أ ًَ (Sn+4) ٢ك ٌٕٞ٣ ٖ٤غغًأ دبٗٞ٣أ خزع ٌِٚشر ١زُاٝ ْظزُ٘ٔا ٢ٗبٔضُا ْغغُٔا ضًشٓ O-2 ٌَث ؾ٤ؾر ٖ٤ؽ ٢ك ، O-2 خصلاص (Sn+4) ٖ٤هبغُا ١ٝبغزٓ شِضٓ طٝؤس ٠ِػ غور [ 1 ] ، ٢زُا خ٤ٗذؼُٔا ذ٤عبًلأا ٖٓ ٟشخأ خػٞٔغٓ ذعٞر ٤٘جُا ٙزٛ ظلٗ يِزٔر ـــــــ : َضٓ خ TiO2 ، PbO2 ، TaO2 ، TeO2 ٝ RuO2 ( ٌَشُا شٜظ٣ . 6.I خ٤ِخُا )

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

07 ش٣ذظوُا ذ٤غًلأ خ٤عبعلأا (SnO2) ش٣ذظوُا داسر ٌَشر ش٤ؽ (Sn) ٖ٤غغًلأا َضٔ٣ٝ ٢عاذع ساٞغُا ةشهلأا [ 11 ] . مكشنا (6.I) : خ٤عبعلأا خ٤ِخُا لأ ش٣ذظوُا ذ٤غً [ 11 ] . 2.5. I تيئابسهكنا ضئاظخنا (سيدظقنا ديسكلأ SnO2 ) : ذ٤غًأ ش٣ذظوُا ( SnO2 ) ٢ك ٌِٚش ٢كبظُا ٞٛ حدبٓ قظٗ خِهبٗ خ٣دبؽأ حسِٞجُا ُٚٝ َطبك ٢هبؽ ػٝاشز٣ بٓ ٖ٤ث (4.2 - 3.6 eV) ٢لك خعسد حساشؽ خكشـُا قظٗ َهبُ٘ا ٢ك ٚزُبؽ خ٤رازُا ب٤ج٣شغر حسبجػ ٠ِػ حدبٓ خُصبػ

(

(SnO2 ُٚ خ٤٘ث خئكبٌزٓ ٌٖٔ٣ ٍٞظؾُا ٠ِػ َهبٗ ذ٤ع بٓذ٘ػ ْز٣ ت٤عشر

(

(SnO2 ٌَشث خوجؽ خو٤هس ذ٘ػ خعسد حساشؾُا 480°C ٢ُبزُبثٝ ؼجظر ٚ٣ذُ خ٤٘ث لا خ٣شزٓٞ٤ٌ٤زع ) ش٤ؿ خئكبٌزٓ ) ، بؼ٣أٝ ٌٖٔ٣ ٚٔ٤ؼطر ٢ٌُ َظؾٗ ٠ِػ ضئبظخ خ٤ئبثشًٜ حذ٤ع

(

SnO2 ٝر خ٤٘ث ش٤ؿ خئكبٌزٓ

)

ٖٓٝ ْٛأ داسر ْ٤ؼطزُا شًزٗ بٜ٘ٓ يٗضُا ، ٞ٣ذٗلأا ،ّ ِٞلُا س ، ّٞ٤ض٤ُِا ، طبؾُ٘ا ، ..ذ٣ذؾُا . خُا ، َٔؼ٣ ْ٤ؼطزُا ٠ِػ حدب٣ضُا ٢ك دذػ دلآبؽ خ٘ؾشُا ( دبٗٝشزٌُلإا ( ٢ُبزُبثٝ حدب٣ص ٢ك خ٤ِهبُ٘ا خ٤ئبثشٌُٜا [ 11 ] .

.5.I 3 مطافنا يقاطنا ديسكلأ سيدظقنا : ٖ٤رث ػٝاشرز٣ شرشبجٓ ٢هبؽ َطبك ش٣ذظوُا ذ٤غًأ خ٤شؿلأ ٕئ ( eV 3.6 9.1 ) قرِزخ٣ ٝ فلازخبرث ، ت٤ررعشزُا ٢ررك خِٔؼزررغُٔا مشررطُا بررؼ٣أ فشررؼ٣( شررشبجُٔا شرر٤ؿ ٝأ شررشبجُٔا ٢هبررطُا َررطبلُا ّٞررٜلٓ ٕئ خ٤ؼػٞث ؾجرش٣ )خػُٞ٘ٔٔا خثبظؼُبث ٍلارخ ٖرٔك ،َوُ٘ا خثبظؼُ ب٤ٗذُا ْ٤وُاٝ إكبٌزُا خثبظؼُ ٟٞظوُا ْ٤وُا ٢عُٞٔا ٚغزُٔا خُلاذث دبهبطُا ٙزٛ َضٔر ٢ٗب٤جُا ٠٘ؾُ٘ٔا ( ⃗ ) ، ارئ بٓ ٍبؽ ٢ك َوُ٘ا خثبظػ ٖٓ ًَ ذٗبً ٢عُٞٔا ٚغزُٔا ظلٗ ٕبوكاٞر إكبٌزُاٝ ( ⃗ ) فشؼ٣ٝ ١دٞٔػ ٌٕٞ٣ دبٗٝشزٌُلإا ٍبوزٗئ ٕاك لُبث بٛذر٘ػ َرطب ششبجُٔا ٢هبطُا ، خثبرظؼُ ٟٞرظوُا ْ٤روُا ٖرػ قرِزخر شر٤ؾث ػاضر٘ر َروُ٘ا خثبرظؼُ ب٤ٗذُا ْ٤وُا ذٗبً ارئ بٓأ بٛذ٘ػ ٌٕٞ٣ٝ إكبٌزُا ٍبوزٗلاا ششبجٓ ش٤ؿ [ 11 ] .

a

c

b

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

08 مكشنا (7.I) : لأ ٢هبطُا َطبك ش٣ذظوُا ذ٤غً SnO2 [ 19 ] . مكشنا (8.I) : لابوزٗلإا ؼػٞ٣ ٢ط٤طخر ْعس َهاُٞ٘ا ٙبجشأ ٢ك حششبجُٔا ش٤ؿٝ حششبجُٔا د [ 1 ] .

4.5.I

ضئاظخنا

تيئىضنا

سيدظقنا ديسكلأ

SnO

2

)

)

:

ذٔزؼر ضئبظخُا خ٤ئٞؼُا ذ٤غًلأ ش٣ذظوُا ٠ِػ َػبلر دبٗٞرٞك طاٞٓلأا خ٤غ٤ؽب٘ـٓٝشٌُٜا غٓ دبٗٝشزٌُئ قظٗ َهبُ٘ا ذ٘ؼك بِٜػبلر غٓ ٙزٛ داُٞٔا ْز٤ع بٜطبظزٓا بٓبٔر ازٛٝ رئ ا ذٗبً خهبؽ دبٗٞرٞلُا ( (E=hc/λ حسدبه ٠ِػ َوٗ دبٗٝشزٌُلإا ٖٓ خثبظػ إكبٌزُا ٠ُئ خثبظػ َوُ٘ا ازٛٝ ٢٘ؼ٣ ٕأ ٌٕٞر ٠ِػ َهلأا خ٣ٝبغٓ عشؼُ خثبظؼُا خػُٞ٘ٔٔا ، ٢ُبزُبثٝ ارئ بٗدسأ ٍٞظؾُا ٠ِػ حدبٓ خكبلش ٢ك ًَ ٍبغُٔا ٢ئشُٔا ، ٖٔك ١سٝشؼُا ٕأ ٌٕٞر خهبطُا حٞغك خؼعاٝ ب٤جغٗ ١أ ٠ِػ َهلأا ٌٕٞر شجًأ ٖٓ دبهبطُا خطجرشُٔا داددشزث ق٤طُا ٢ئشُٔا (400- 800nm) خ٤كبلش حذ٤ع ٢ك ًَ ٍبغُٔا ٢ئشُٔا ازٛٝ اءاذزثا ٖٓ

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

11 خٔ٤ه حٞغك خهبطُا 3.1 eV ٢ُبزُبثٝ ذ٤غًأ ش٣ذظوُا ٠ِػ ٌَش دبوجؽ خو٤هس ئِ٣ خ٤كبلش خ٤ُبػ ٢ك ًَ غُٔا ــــــ ٍب ٢ئشُٔا ( Eg= 2.4 3.6 eV ) [ 11 ] .

.5.I

5

.

سيدظقنا ديسكأ ثاقيبطح

SnO

2

:

ش٣ذظوُا ذ٤غًأ ٕأ ٖٓ ْؿشُا ٠ِػ ( SnO2 ٛأ ُٚٝ اساشوزعا شضًأ ذؼ٣ ) خ٤عٌُٞٞ٘ر ٚز٤ٔ ذعٞر يُزًٝ ، ( ٟشخأ ذ٤عبًأ SnO ٝ Sn3O4 ُ ) غعاٝ ٌَشث خكٝشؼٓ ش٤ؿ شجزؼر بٌٜ٘ . ش٘ر خثبظؼُا خ٤٘ث ٕئ أ إكبٌزُا خثبظػ ٠ِػأ ذزشر ( SnO ) ٗسبؤُبث غٓ خ ( SnO2 ) ، ٕاك ٟشخأ خ٤ؽبٗ ٖٓ بٜ٤ك ْز٣ داشزعضٗاشزُ خو٤هشُا خ٤شؿلأا ش٣ذظوُا ذ٤غًأ ظٓد (SnO) ، ٙبجشلأ خعبٓ خعبؽ ىب٘ٛ َظر يُر غٓٝ ( عٞٗ ٖٓ َهاُٞ٘ا p ش٣ٞطر خ٤ـث يُرٝ خ٤ُبػ خ٤ًشؽٝ ش٤جً ٢هبؽ َطبك دار ) CMOS دب٤ٗٝشزٌُلإُ خئكبٌُٔا خكبلشُا . أ ٍٝأ ذؼ٣ ش٣ذظوُا ذ٤غًأ ٌٕٞ٣ ٕأ بٓئ دلابغٓ حذػ ٢ك ّذخزغ٣ ٝ ن٣ٞغزُا ش٤ؽ ٖٓ َهاُٞ٘ا فبظٗ ٌٖٔ٤ك خو٤هس ؼئاشش ٝأ ن٤ؽبغٓ ٌَش ٠ِػ ٚٓاذخزعا خ٤ُبزُا دبو٤جطزُا ٢ك [ 1 ] :  : شاغنا ٍػ فشكنا شضًأ ٖٓ حذؽاٝ ٢ٛٝ دبٓاذخزعلاا ُا سِٞر خجهاشٓٝ ذطس ٍبغٓ ٢ك بػبغرئ ءاٜٞ خٓبغُا داصبـُا ٖػ قشٌُا ٝ .  صيفحخنا : يئىضنا .ءبُٔا ٢ك خ٣ٞؼؼُا دبصُِٞٔا خغُبؼُٔ خِ٣ذث خو٣شؽ ٢ٛ  : وىيثيهنا ثايزاطب ّاذخزعا ٞؽ ذهُٞ ّٞ٤ض٤ُِا خ٤ُبػ ٖ٣ضخر حسذهٝ َ٣ .  : باطقلأا ٌٖٔ٣ ّاذخزعا دبجًشُٔا حذغًلأ خ٤ئب٤ٔ٤ًٝشٌُٜا خ٤ِٔؼُا ٢ك )دٞٗأ( ذؼظًٔ ش٣ذظوُا ذ٤غًأ ٍٞ٘٤لُا َضٓ خ٣ٞؼؼُا .  Photovoltaïques : خ٤ئبثشٌُٜا ٚز٤ِهبُ٘ ش٣ذظوُا ذ٤غًأ ّذخزغ٣ٝ ،خ٤ئٞػٝشٌُٜا ب٣لاخُا ٍبغٓ ٢ك .خ٤ُبؼُا مكشنا (9.I) : ٕٞثشٌُا ذ٤غًأ ٢ئب٘ص صبؿ ظغؾر صبٜع ؼػٞ٣ ٢ط٤طخر ْعس CO2 خ٤شؿلأا ٠ِػ ذٔزؼ٣ ش٣ذظوُا ذ٤غًلأ خو٤هشُا ( (SnO2 [ 11 ] .

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

10

6.I

.

ضاحُهن تيئايًيكناو تيئايصيفنا ضئاظخنا

(Cu)

:

ذؼ٣ طبؾُ٘ا ذؽأ شطب٘ؼُا خ٤ئب٤ٔ٤ٌُا ٝ خ٤ُبوزٗلاا خُٜٔٔا ٢ك ،خؼ٤جطُا بجُبؿٝ بٓ ذعاٞز٣ ٢ك خؼ٤جطُا ٠ِػ ٌَش ٢ئب٘ص طبؾٗ إكبٌزُا Cu+2) ) يُزً سِٞجز٣ ٢ك خ٤٘ث خجؼٌٓ حضًشٔٓ ٙٞعُٞا [15] . لودجنا (4.I) : ضئبظخُا خ٤ئب٣ض٤لُا خ٤ئب٤ٔ٤ٌُاٝ طبؾُِ٘ [ 15 ] .

طبؾُ٘ا ضئبظخ

Cu

)

)

خ٤ئب٤ٔ٤ٌُا خـ٤ظُا

Cu

خ٤ُُٞٔا خِزٌُا

g/mol

43.59

شخجزُا خعسد

O

C

1173

ٕب٤ِـُا خعسد

O

_C

1855

خ٤ٔغؾُا خِزٌُا

g/Cm

3

8.93

١سِٞجُا ذؼجُا

a=0.2866 nm

تطلاخ

:

خ ــ ٍلا ازٛ َظلُا ْر ٍٝب٘ر خػٞٔغٓ ٖٓ ْ٤ٛبلُٔا ٍٞؽ ذ٤عبًلأا خِهبُ٘ا خكبلشُا (TCO) ٝ ئبظخ بٜظ ٝ ٜز٤ٔٛأ ـ ،ب قػأ ٠ُئ يُر ؼزُا ـ فش ٠ِػ ذ٤غًأ ش٣ذظوُا (SnO2) ٖٓ ش٤ؽ ٚظئبظخ ) خ٤ئب٤ٔ٤ٌُا ، خ٤ئب٣ض٤لُا ، ١ٞ٤٘جُا ، خ٤ئٞؼُا ( سب٤زخئ ش٤٣بؼٓ ٝ خكبلشُا خِهبُ٘ا ذ٤عبًلأا ، ٜربو٤جطرٝ ب ،خؼعاُٞا ْص فشؼزُا ٠ِػ ْٛأ ضئبظخ ُا طبؾ٘ (Cu)

.

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

11

لولأا مظفنا غجاسي

:

[1] S. H. Jeong, J.W.Lee, S. B. Lee, J. H. Boo, "Deposition of aluminum doped zinc oxide films by RF magnetron sputtering and study of their structural,

electrical and optical properties", Mémoire de Magistère, université de Constantine, vol. 435, pp(78-82) 2003.

[2] S. Major, A. Banerjee, and K. Chopra, " Highly transparent and conducting indium-doped zinc oxide films by spray pyrolysis", Thin Solid Films, vol 108 no. 3, pp ( 333–340),1983.

[3] G. Korotcenkov, V. Brinzari, J. Schwank, M. Di Battista, and A. Vasiliev "Peculiarities of SnO2 thin film deposition by spray pyrolysis for gas sensor application", Sensors and Actuators B:Chemical,vol. 77, no. 1–2 pp(244-252), 2001.

[4] Dr. David S. Ginley, ''Handbook of Transparent Conductors'', Springer Science, Yoo El Al , vol xxx (2010).

[5] Mesrouk Mehdi, ''Etude d'une électrode tri-couches à base de TCO/Métal/TCO pour une cellule solaire organique'', Mémoire de Magister en Physique, Université Mouloude Mammeri de Tizi-Ouzou, PP(20-25), 2013.

[6] O.Boussoum, "Etude de l'effet d'une couche mince de TiO2 sur les paramètres d'une cellule solaire au Silicium". Thèse de Magister, Université Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou, PP (43-44), 2011.

[7] Harm Tolner, Bernard Feldman, Douglas McLean, and Chris Cording, ''Transparent Conductive Oxides for Display Applications'', Official Monthly Publication of the Society for Information Display, Université Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou, pp(31), April 2008.

[8] J.M. Dekkers , ''Transparent Conducting Oxides on Polymeric Substrates by Pulsed Laser Deposition'', Ph.D. thèse University of Twente, Enschede, The Netherlands, Vol. 24, No.4, 2007.

فلا

ةفا فشلا ةل قانلا ديساكلأا : لولأا لص

12

[9] S. Fay, «L’oxyde de zinc par dépôt chimique en phase vapeur comme contact électrique transparent et diffuseur de lumière pour les cellules solaires», Thèse de doctorat, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, pp (17-29) 2003.

[10] A. RAHAL, " Elaboration des verres conducteurs par déposition de ZnO sur des verres ordinaires ", Mémoire de Magistère, Universitaire d’EL- Oued, pp (28-30), 2013.

[11] A.Bally, "Electronic proprieties of nano-crystalline titanium dioxide thin films", Thèse Doctorat, école polytechnique fédérale de LAUSANNE, pp (111-115)1999

[12] Wael Hamd, ''Elaboration par voie sol-gel et étude microstructurale de gels et de couches minces de SnO2'', Thèse de doctorat, université de Limoges, pp (5) 2009.

[13] S. R. Shief 'High pressure phasesin SnO2 to117Gpa', Phys. Rev. vol 12, 2006 [14] S.YAHIAOUI, " L’effet de la molarité des différentes sources d’étain sur les propriétés des couches minces d’oxyde d’étain SnO2 élaborées par Spray Ultrasonique", Mémoire de Magistère, Université Mohamed Khider – Biskra, pp (52-55(, 2014.

[15] Braim J.Thompson" OPTICAL SCIENCE AND ENGINEERING", These doctorat , Univ of Rochester, New yoek, America, pp(122-124), 1964