Abstract The Cd-based solar cells possess rear contact problem in superstrate device architecture, which may be eliminated by inserting a suitable buffer layer of zinc telluride (ZnTe) films of appropriate thickness between CdTe absorber and Cu/Au metal contacts. The present work meticulously reports the influence of annealing on the physicochemical properties of ZnTe thin films where ZnTe films were grown employing electron beam thermal evaporation technique and subsequently annealed for 1 h in air ambient and vacuum in 100–300 °C temperature range with an interval of 100 °C. Structural analysis reveals that as-grown and air/vacuum annealed ZnTe films have (111) preferred reflection with zinc blende structure of cubic phase (except 300 °C air annealed films) and grain size is boosted from 22 to 40 nm with annealing. The direct optical energy band gap is estimated in range of 2.25–2.84 eV and 2.65–2.87 eV for air and vacuum annealing, respectively. The contacts between the film surface and the TCO layer showed ohmic behavior as revealed by the I–V characteristics. The EDS results confirmed ZnTe thin film deposition and FESEM micrographs of air annealed films demonstrated the grain growth. The AFM images of vacuum annealed films showed hill-like topographies where hill density and RMS surface roughness reduced with annealing. The findings warrant that 100 °C air annealed ZnTe thin films could be employed as an efficient buffer layer and rear contact material to the Cd-based solar cell devices.

中文翻译：

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在太阳能电池应用中作为潜在缓冲层的 ZnTe 薄膜的增强的物理化学性质

摘要 Cd 基太阳能电池在上层器件结构中存在背面接触问题，可以通过在 CdTe 吸收体和 Cu/Au 金属触点之间插入适当厚度的碲化锌 (ZnTe) 薄膜缓冲层来消除该问题。目前的工作细致地报告了退火对 ZnTe 薄膜物理化学性质的影响，其中使用电子束热蒸发技术生长 ZnTe 薄膜，然后在空气环境和真空中在 100-300°C 的温度范围内以一定的间隔退火 1 小时。 100°C。结构分析表明，生长状态和空气/真空退火的 ZnTe 薄膜具有（111）优选反射，具有立方相闪锌矿结构（300°C 空气退火薄膜除外），并且随着退火，晶粒尺寸从 22 提高到 40 nm。空气和真空退火的直接光能带隙分别估计在 2.25-2.84 eV 和 2.65-2.87 eV 的范围内。薄膜表面和 TCO 层之间的接触显示出 I-V 特性所显示的欧姆行为。EDS 结果证实了 ZnTe 薄膜沉积和空气退火薄膜的 FESEM 显微照片证明了晶粒生长。真空退火薄膜的 AFM 图像显示出山丘状地形，其中山丘密度和 RMS 表面粗糙度随退火而降低。这些发现保证了 100°C 空气退火的 ZnTe 薄膜可用作 Cd 基太阳能电池器件的有效缓冲层和后接触材料。薄膜表面和 TCO 层之间的接触显示出 I-V 特性所显示的欧姆行为。EDS 结果证实了 ZnTe 薄膜沉积和空气退火薄膜的 FESEM 显微照片证明了晶粒生长。真空退火薄膜的 AFM 图像显示出山丘状地形，其中山丘密度和 RMS 表面粗糙度随退火而降低。这些发现保证了 100°C 空气退火的 ZnTe 薄膜可用作 Cd 基太阳能电池器件的有效缓冲层和后接触材料。薄膜表面和 TCO 层之间的接触显示出 I-V 特性所显示的欧姆行为。EDS 结果证实了 ZnTe 薄膜沉积和空气退火薄膜的 FESEM 显微照片证明了晶粒生长。真空退火薄膜的 AFM 图像显示出山丘状地形，其中山丘密度和 RMS 表面粗糙度随退火而降低。这些发现保证了 100°C 空气退火的 ZnTe 薄膜可用作 Cd 基太阳能电池器件的有效缓冲层和后接触材料。真空退火薄膜的 AFM 图像显示出山丘状地形，其中山丘密度和 RMS 表面粗糙度随退火而降低。这些发现保证了 100°C 空气退火的 ZnTe 薄膜可用作 Cd 基太阳能电池器件的有效缓冲层和后接触材料。真空退火薄膜的 AFM 图像显示出山丘状地形，其中山丘密度和 RMS 表面粗糙度随退火而降低。这些发现保证了 100°C 空气退火的 ZnTe 薄膜可用作 Cd 基太阳能电池器件的有效缓冲层和后接触材料。