Description:
<jats:p>We report the fabrication of superstrate-structured solar cells by the deposition of Cu-In-S (CIS) films on<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>glass</mml:mtext><mml:mo>/</mml:mo><mml:mtext>FTO</mml:mtext><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>TiO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>In</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>S</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:mrow></mml:math>under air by spray pyrolysis. The cells had an open-circuit voltage of 0.551 V, a photocurrent density of 9.5 mA/cm<jats:sup>2</jats:sup>, a fill factor of 0.45, and a conversion efficiency of 2.14%. However, transmission electron microscopy/energy dispersive X-ray (TEM-EDX) analysis revealed significant differences between the atomic ratio of the setting material in the spray-deposition solution and the elements in the layer. Moreover, TEM-EDX measurements suggested strong segregation of the Cu-In-S elements in the spray-pyrolysis-deposited layer. The degree of segregation depended on the substrate (<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M2"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>glass</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:mrow></mml:math>,<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M3"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>glass</mml:mtext><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>TiO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:mrow></mml:math>, or<mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M4"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">〈</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>glass</mml:mtext><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>TiO</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>In</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>S</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">〉</mml:mo></mml:mrow></mml:math>), although Cu<jats:sub>3</jats:sub>In<jats:sub>5</jats:sub>S<jats:sub>9</jats:sub>nanoparticles were segregated in the sulfur layer.</jats:p>