Оптические и электронные свойства многокомпонентных халькогенидов металлов и их модификация облучением заряженными частицами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Сулимов Михаил Алексеевич

• Сулимов Михаил Алексеевич
• кандидат наук
• 2026

Оглавление диссертации кандидат наук Сулимов Михаил Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

1. МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ ХАЛЬКОГЕНИДЫ МЕТАЛЛОВ

1.1 Общие сведения о материалах СиОа8е2, Си(1п,Оа)8е2 и Си27п8п8е4

1.2 Кристаллическая структура СиОа8е2, Си(1п,Оа)8е2 и Си27п8п8е4

1.3 Зонная энергетическая структура многокомпонентных халькогенидов

1.4 Собственные дефекты многокомпонентных халькогенидов

1.5 Хвосты зон в материалах со структурой кестерита и халькопирита

1.6 Облучение электронами и ионами

1.7 Тонкоплёночные структуры на основе многокомпонентных халькогенидов металлов

1.8 Выводы по Главе

2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы исследования

2.3 Описание экспериментальных установок

3. ОПТИЧЕСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ЭКСИТОНОВ В МОНОКРИСТАЛЛАХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ХАЛЬКОГЕНИДОВ

3.1 Магнитооптические исследования экситонов в СиОа8е2

3.2 Фотолюминесценция экситонов в Си(1п,Оа)8е2

3.3 Выводы по Главе

4. ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СИЛЬНО ЛЕГИРОВАННЫХ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЁНОК Си27п8п8е4

4.1 Люминесценция материалов в случае сильного легирования

4.2 Излучательные переходы в поликристаллических плёнках Си27п8п8е4

4.3 Анализ зависимостей спектров фотолюминесценции от мощности возбуждения и температуры

4.4 Исследование тонких плёнок Си27п8п8е4 с элементным составом близким к стехиометрическому

4.5 Влияние изменения концентрации ^ на оптические и электронные свойства

тонких плёнок Cu2ZnSnSe4

4.6 Влияние нанесения слоёв CdS и ZnO на спектры фотолюминесценции тонких плёнок Cu2ZnSnSe4

4.7 Влияние температуры селенизации на оптические и электронные свойства тонких плёнок Cu2ZnSnSe4

4.8 Выводы по Главе

5. МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЁНОК Cu2ZnSnSe4 И ГЕТЕРОСТРУКТУР НА ИХ ОСНОВЕ ПРИ БОМБАРДИРОВКЕ ЗАРЯЖЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ

5.1 Эффект бомбардировки ионами Ar+ на спектры фотолюминесценции тонких плёнок Cu2ZnSnSe4

5.2 Эффект бомбардировки электронами с энергией 10 МэВ на спектры фотолюминесценции гетероструктур ZnO/CdS/Cu2ZnSnSe4/Mo/стекло

5.3 Выводы по Главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

Y

Лк А,

£

£0

П

№ aB

BB BT

BX

CGSe

CIGSe

CISe

CZTS

CZTSe

CZTSSe

DAP

DFT

e

Ea

Eb

E

-L^ex

средняя глубина флуктуаций потенциала

расщепление валентной зоны за счёт действия кристаллического поля расщепление валентной зоны за счёт спин-орбитального взаимодействия

диэлектрическая проницаемость электрическая постоянная коэффициент полезного действия приведённая масса экситона магнетон Бора

Боровский радиус экситона

излучательная рекомбинация свободного электрона и свободной дырки (band-to-band transition)

излучательная рекомбинация свободного электрона с дыркой,

локализованной на уровнях хвоста плотности состояний (band-to-tail

transition)

связанный экситон

CuGaSe2

Cu(In,Ga)Se2

CuInSe2

Cu2ZnSnS4

Cu2ZnSnSe4

Cu2ZnSn(S,Se)4

донорно-акцепторные пары

теория функционала плотности (density functional theory)

элементарный электрический заряд

энергия активации

энергия связи экситона

энергия свободного экситона

Eg ширина запрещённой зоны

Eu энергия Урбаха

FB излучательная рекомбинация свободного электрона с дыркой, локализованной на уровнях акцептора (free-to-bound transition)

FF фактор заполнения вольт-амперной характеристики

FWHM полная ширина на полувысоте (full width at half maximum)

FX свободный экситон

g фактор Ланде

Isc ток короткого замыкания

j-сдвиг сдвиг энергии максимума полосы фотолюминесценции при изменении

мощности возбуждения в 10 раз

mo масса свободного электрона

m e эффективная масса электрона

m h эффективная масса дырки

n главное квантовое число

Na концентрация акцепторов

ND концентрация доноров

Nt общая концентрация заряженных примесей

PMCA примитивная смешанная структура типа CuAu (primitive mixed CuAu-

like structure)

Ry ридберг экситона

sd коэффициент диамагнитного сдвига

Voc напряжение разомкнутой цепи

Vloss потери в напряжении разомкнутой цепи

ВФЛ возбуждение фотолюминесценции

ЭДА энергодисперсионный рентгеноспектральный анализ (EDX)

РФА рентгенофлуоресцентный анализ (XRF)

СЭМ сканирующая электронная микроскопия (SEM)

ФЛ фотолюминесценция

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптические и электронные свойства многокомпонентных халькогенидов металлов и их модификация облучением заряженными частицами»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Интенсивное развитие науки и техники требует создания новых материалов, которые могут быть использованы в различных отраслях, в частности, применяться в фотовольтаике. В настоящее время наиболее распространены фотоэлементы на основе кристаллического кремния. Максимальный коэффициент полезного действия таких устройств составляет 27.3% [1], что достаточно далеко до теоретического предела, составляющего 31% [2] для фотоэлементов с одним р-п переходом при наличии земной атмосферы. Однако, несмотря на относительно высокую эффективность, устройства на основе кристаллического кремния имеют ряд существенных недостатков: непрямая запрещенная зона, приводящая к малому коэффициенту поглощения в спектральном диапазоне 300-2000 нм и необходимости использования поглощающего слоя большой толщины (100-200 мкм), хрупкость кремния и высокая температура плавления, приводящая к большим расходам энергии на этапе производства солнечных фотоэлементов. Большая толщина и хрупкость поглощающего слоя затрудняет производство устройств на гибкой основе и их применение в космических системах.

Высокая стоимость, перечисленные выше недостатки и ограниченное количество производимого чистого кремния, используемого в настоящее время для промышленного производства большинства солнечных батарей, стимулируют разработку солнечных фотопреобразователей на основе новых материалов с существенно меньшими расходами энергии на производство. Таким образом, разработка новых материалов, а также изучение их электронных, оптических и других физических свойств является одним из приоритетных направлений физики конденсированного состояния.

Наибольшей эффективностью среди тонкоплёночных солнечных батарей с одним p-n переходом обладают устройства на основе соединения Cu(In,Ga)Se2. Данный материал имеет прямую запрещённую зону и высокий коэффициент поглощения, при этом содержит в своём составе нетоксичные элементы.

Устройства на основе Си(1п,Оа)8е2 обладают высокой стабильностью и радиационной стойкостью [3]. Наиболее интенсивно в последние годы развиваются исследования в области физики и технологии многокомпонентных халькогенидов металлов Си27п8п84 (С7Т8), Си27п8п8е4 (С7Т8е), Си27п8п(8,8е)4 (С7Т88е) со структурой кестерита, где более редкие и дорогостоящие индий и галлий заменяются на цинк и олово. На основе данных соединений создаются тонкоплёночные солнечные фотоэлементы, толщина поглощающего слоя в которых не превышает 1-2 мкм благодаря высокому коэффициенту поглощения таких материалов [4, 5]. При этом поглощающий слой может наноситься и на гибкую подложку, что даёт возможность размещения подобных устройств на широком спектре поверхностей. Эти достоинства наряду с большими разведанными запасами химических элементов, входящих в состав соединений, используемых для поглощающего слоя, а также малой токсичностью этих элементов, делают такие тонкоплёночные солнечные фотоэлементы крайне перспективными. Однако прогресс в развитии технологий солнечных батарей на основе этих материалов с самого начала исследований в значительной степени достигается эмпирическими методами: в первую очередь создается прибор, а затем объясняется принцип его работы [6]. В силу многокомпонентности технологические варианты таких соединений (из-за высокого уровня легирования материала) и готовые приборы (когда в соединении присутствуют не только медь, цинк, олово, селен из поглощающего слоя, но и натрий из стекла подложки, молибден из нижнего контакта, кадмий из буферного слоя, кислород и водород из воздуха) являются сложными для понимания.

При этом многие электронные свойства определяются, в значительной степени, из теоретических исследований и нуждаются в экспериментальном подтверждении. Дальнейший же прогресс в развитии практических приложений соединений С7Т8, С7Т8е, С7Т88е сдерживается отсутствием информации о фундаментальных параметрах электронной энергетической структуры соединений и природе их собственных дефектов структуры на атомарном уровне.

Электронные свойства материалов и эффективность работы солнечных фотоэлементов на их основе во многом зависят от присутствия дефектов. Один из возможных способов внедрения новых дефектов и изменения числа существующих - это облучение материалов электронами и ионами. При этом облучение материалов заряженными частицами при низких температурах, например, находящихся во время облучения в жидком азоте, даёт возможность частично предотвратить рекомбинацию первичных радиационных дефектов и дефектов смещения, возникающих сразу после облучения. Кроме того, радиационные дефекты также могут взаимодействовать с ростовыми дефектами, формируя более сложные комплексы дефектов. Таким образом, изучение эффектов облучения многокомпонентных халькогенидов металлов заряженными частицами предоставляет дополнительную информацию о возможном изменении электронных и оптических свойств данных материалов.

Степень разработанности проблемы исследования. В последние годы активно проводятся исследования соединений и Си(1п^а^е2, но,

несмотря на большой интерес к данным материалам и важность их применения, в настоящее время собрано мало экспериментальных данных о природе собственных дефектов в и Си(1п^а^е2. Понимание физики

собственных дефектов необходимо для улучшения характеристик фотоэлементов на основе данных соединений.

В работах Леванюка и Осипова [7] была предложена теоретическая модель излучательных переходов в материалах с высоким уровнем легирования. В работах [8] данная модель была успешно применена для детального анализа спектров фотолюминесценции (ФЛ) соединения Си(1п^а^е2. Однако соединение является более сложным по сравнению с Си(1п^а^е2.

Для интерпретации результатов экспериментальных данных такое усложнение помимо измерений спектров ФЛ и их зависимостей от интенсивности возбуждения и температуры требует проведения широкого спектра комплексных исследований: изучения структурных свойств тонких пленок CZTSe методами

рентгеноструктурного анализа и комбинационного рассеяния, определения ширины запрещенной зоны методом возбуждения люминесценции и/или поглощения, определения элементного состава пленок, сравнения свойств тонких плёнок С7Т8е, нанесённых на разные подложки и находящиеся в составе солнечного фотоэлемента. Также важным является определение типа и роли дефектов, возникающих при разных способах получения плёнок. Результаты таких исследований и их корреляция с параметрами солнечной батареи позволят ускорить прогресс в технологиях производства тонкопленочных солнечных батарей на основе СЮ8е и С7Т8е. В настоящее время подобные исследования выполнены недостаточно.

Известно, что соединения Си(1п,Оа)8е2, Си27п8п8е4 и солнечные фотоэлементы на их основе обладают высокой радиационной стойкостью, однако, физические причины такой стойкости малоизучены [9]. При этом не ясна физика процессов образования дефектов при облучении данных материалов высокоэнергетическими частицами, а также тип и характеристики таких дефектов. Ранее было обнаружено, что облучение электронами с энергией в несколько МэВ приводит к увеличению эффективности солнечных фотоэлементов на основе Си27п8п84 [10]. Подобное увеличение эффективности также наблюдалось для солнечных фотоэлементов на основе СёТе [11] и Си(1п,Оа)8е2 [12] после облучения протонами с энегией в несколько МэВ. Однако физический механизм такого улучшения в полной мере не ясен.

Цель диссертационной работы - определить фундаментальные параметры электронной энергетической структуры, механизм люминесценции, установить основные закономерности рекомбинационных процессов в монокристаллах CuGaSe2, Си(1п,Оа)8е2 и поликристаллических плёнках Си27п8п8е4, в том числе в составе гетероструктур, а также оценить влияние на эти процессы радиационных дефектов, индуцированных заряженными частицами.

Для достижения поставленной цели необходимо было выполнить комплекс экспериментальных исследований и решить следующие задачи:

1. Методами ФЛ и оптического отражения исследовать монокристаллы CuGaSe2 и Си(1п^а^е2, изучить влияние магнитного поля и температуры на оптические спектры свободных и связанных экситонов, определить параметры диамагнитного сдвига, приведенных масс, энергии связи и боровских радиусов свободных экситонов, а также их §-фактора.

2. Методом ФЛ в широком температурном диапазоне 6К-300К исследовать поликристаллические плёнки а также гетероструктуры на их основе. Установить механизм излучательной рекомбинации в данных материалах на основе анализа полученных температурных зависимостей спектров ФЛ в диапазоне 6К-300К, а также зависимостей таких спектров от мощности возбуждения.

3 . Определить влияние изменения концентрации меди на оптические и электронные свойства поликристаллических плёнок

4. Определить влияние процесса нанесения слоёв CdS и ZnO при формировании гетероструктуры ZnO/CdS/Cu2ZnSnSe4/Mo/стекло на оптические и электронные свойства поликристаллических плёнок

5. Изучить эффект бомбардировки ионами аргона на оптические и электронные свойства поликристаллических плёнок

6. Изучить эффект бомбардировки электронами с энергией 10 МэВ при температуре 77К на оптические и электронные свойства гетероструктур ZnO/CdS/Cu2ZnSnSe4/Mo/стекло.

Объекты исследования. Объектами исследования являются многокомпонентные соединения в виде высокосовершенных монокристаллов Си(1п^а^е2 и CuGaSe2, выращенных методом Бриджмана, тонких поликристаллических пленок синтезированных методом

селенизациии металлических прекурсоров, нанесенных на стеклянные подложки

и подложки, покрытые слоем молибдена; гетероструктуры 7пО/Сё8/Си27п8п8е4/Мо/стекло.

Методология и методы исследования. Для изучения материалов в настоящей работе применялись методы оптической спектроскопии, в частности методы оптического отражения и фотолюминесценции в видимой и ближней инфракрасной области спектра, при измерении спектров в широком диапазоне температур, магнитных полей и мощностей возбуждения. Для формирования радиационных дефектов исследуемые материалы облучались электронами и ионами аргона.

Все исследования в данной работе производились на всесторонне аттестованных образцах. Определение элементного состава образцов осуществлялось несколькими способами, такими как энергодисперсионный рентгеноспектральный анализ и рентгенофлуоресцентный анализ. Исследование поверхности образцов осуществлялось с помощью сканирующей электронной микроскопии. Исследования структурных свойств осуществлялось методами рентгеноструктурного анализа и комбинационного рассеяния, определение ширины запрещенной зоны - методом возбуждения люминесценции и поглощения.

Научная новизна. Методами оптической и магнитооптической спектроскопии получен комплекс экспериментальных данных об электронных и оптических свойствах монокристаллов СиОа8е2 и Си(1п,Оа)8е2, поликристаллических плёнок Си27п8п8е4 и солнечных фотоэлементов на основе Си27п8п8е4, а также оценено влияние на эти параметры облучения быстрыми заряженными частицами:

- С помощью магнитоотражения определены диамагнитный сдвиг, приведенная масса, энергии связи и боровский радиус свободного А экситона для СиОа8е2.

- Методом оптического отражения с разрешением по круговой поляризации удалось определить для этого материала абсолютное значение g-фактора: = 0.46 ± 0.02.

- Установлена зависимость изменения оптических и электронных свойств плёнок в том числе в составе гетероструктур, (спектральное положение полос люминесценции, глубины флуктуаций электростатического потенциала, энергии активации дефектов) от степени отклонения состава от стехиометрии при дефиците меди и избытке цинка.

- Получены экспериментальные данные об эффектах облучения солнечных фотоэлементов на основе поликристаллических плёнок электронами с энергией 10 МэВ при температуре 77 К на спектры ФЛ. Обнаружено уменьшение энергии активации дефектов с увеличением дозы облучения: доминирующие акцепторы после облучения становятся более мелкими, в то время как средняя глубина флуктуаций не зависит от дозы.

- Исследовано влияние бомбардировки тонких плёнок ионами аргона с энергией 4 кэВ на спектры ФЛ. Установлено, что такая бомбардировка приводит к увеличению средней глубины флуктуаций потенциала и увеличению энергетической глубины доминирующих акцепторных уровней.

Теоретическая и практическая значимость работы. Полученные в работе экспериментальные данные расширяют имеющиеся сведения о фундаментальных оптических и электронных свойствах многокомпонентных соединений CuGaSe2, Си(1п^а^е2 и Теоретическая значимость

полученных результатов для физики конденсированного состояния состоит в том, что определенные в работе фундаментальные электронные параметры, такие как энергия связи, приведённая масса, боровский радиус и §-фактор свободных экситонов для CuGaSe2, а также экспериментально определённые энергетические уровни ростовых и радиационных дефектов для могут быть

использованы при создании новых теоретических моделей для анализа дефектов

исследованных соединений и оценки влияния на эти дефекты облучения заряженными частицами.

Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что они могут быть использованы для разработки новых оптоэлектронных устройств, а также тонкоплёночных солнечных батарей на основе соединений Си(1п^а^е2 и Си27п8п8е4.

Положения, выносимые на защиту:

1. Для монокристалла CuGaSe2 определены параметры свободного А-экситона: величина диамагнитного сдвига sd = 1.0 10-5 эВ/Тл2, энергия связи Еь = 12.9 мэВ, приведённая масса ¡л/ш0= 0.115 и Боровский радиус ав = 5.1 нм. Методом оптического отражения с разрешением по круговой поляризации определена абсолютная величина §-фактора = 0.46 для монокристалла CuGaSe2. Энергия связи свободного экситона в монокристалле Си1п0.88Оа0128е2 составляет Еь = 19 ± 2 мэВ.

2. Основной механизм излучательной рекомбинации неравновесных носителей заряда в поликристаллических плёнках Си27п8п8е4 соответствует рекомбинации свободных электронов с дырками, локализованными на акцепторных уровнях. Энергия таких уровней больше, чем средняя глубина флуктуаций потенциала, при этом флуктуации приводят к размытию положения энергетического уровня акцептора в запрещённой зоне.

3. Уменьшение концентрации меди в соединении Си27п8п8е4 от соотношения [Си]/[7п+8п] = 0.99 до 0.72 приводит к изменению доминирующего акцептора с Си2п, с энергией активации 90 мэВ, на /п8п, с энергией активации 63 мэВ. Увеличение концентрации дефектов УСи и дефектных комплексов 7пСи-УСи, а также уменьшение концентрации дефектов Си2п, сопровождающееся упорядочением атомов Си и 7п в структуре кестерита, приводит к увеличению ширины запрещённой зоны и уменьшению средней глубины флуктуаций электростатического потенциала с 39 до 24 мэВ.

4. Бомбардировка ионами аргона поликристаллических плёнок Cu2ZnSnSe4 приводит к формированию дефектных комплексов, действующих как глубокие безызлучательные ловушки, а также к росту концентрации антиструктурных дефектов CuZn и Zncu, приводящему к увеличению средней глубины флуктуаций электростатического потенциала с 24 до 35 мэВ. При этом основные механизмы излучательной рекомбинации соединения Cu2ZnSnSe4 не меняются после облучения. Бомбардировка ионами аргона также приводит к формированию новых глубоких акцепторных уровней, что подтверждается увеличением энергии активации дефектов с 63 до 88 мэВ.

5. Облучение гетероструктур ZnO/CdS/C^ZnSnSeVMo/стекло электронами с энергией 10 МэВ приводит к формированию глубоких безызлучательных ловушек в слое Cu2ZnSnSe4, уменьшающих концентрацию носителей заряда, и к уменьшению энергии активации дефектов с увеличением дозы облучения, с 105

15 2

мэВ до облучения до 95 мэВ после облучения с дозой 1.8 10 см- и далее до 85

15 2

мэВ после облучения с дозой 5.410 см- . При этом средняя глубина флуктуаций потенциала не меняется после облучения, так как формирующиеся простые вторичные дефекты не увеличивают глубину хвостов зон.

Личный вклад автора. Автором лично проведены экспериментальные исследования методами ФЛ и оптического отражения, а также обработка и анализ экспериментальных данных. Интерпретация полученных результатов и подготовка научных публикаций выполнены совместно с научным руководителем.

Монокристаллы CuGaSe2 и Cu(In,Ga)Se2 были синтезированы М.В. Якушевым. Поликристаллические плёнки Cu2ZnSnSe4, а также гетероструктуры ZnO/CdS/C^ZnSnSeVMo/стекло были синтезированы Х. Маркесом-Прието (J. Márquez-Prieto) и И. Форбсом (I. Forbes) в Нортумбрийском университете, г. Ньюкасл-апон-Тайн, Великобритания. Определение ширины запрещённой зоны исследуемых материалов проводилось А.В. Мудрым, О.М. Бородавченко, В.Д.

Живулько в Научно-практическом центре НАН Беларуси по материаловедению, г. Минск, Беларусь.

Магнитооптические измерения выполнены автором совместно с К. Фожером (С. Ба^егав) в Национальной лаборатории сильных магнитных полей, г. Гренобль, Франция. Облучение материалов высокоэнергетическими электронами проводилось автором совместно с М.Н. Сарычевым и В.Ю. Ивановым на ускорителе электронов в Уральском федеральном университете. Облучение ионами аргона осуществлялось в Институте химии твёрдого тела УрО РАН совместно с М.В. Кузнецовым.

Соответствие диссертации специальности. Содержание диссертации соответствует пункту 1 «Теоретическое и экспериментальное изучение физической природы и свойств неорганических и органических соединений как в кристаллическом (моно- и поликристаллы), так и в аморфном состоянии, в том числе композитов и гетероструктур, в зависимости от их химического, изотопного состава, температуры и давления», пункту 4 «Теоретическое и экспериментальное исследование воздействия различных видов излучений, высокотемпературной плазмы на природу изменений физических свойств конденсированных веществ», а также пункту 7 «Теоретические расчёты и экспериментальные измерения электронной зонной структуры, динамики решётки и кристаллической структуры твёрдых тел» паспорта специальности 1.3.8. Физика конденсированного состояния.

Степень достоверности результатов. Достоверность изложенных в работе основных результатов и выводов базируется на проведении экспериментов с использованием комплекса отработанных методик оптической и магнитооптической спектроскопии на аттестованном обрудовании по экспериментальному изучению спектров ФЛ и спектров оптического отражения в твердых растворах халькогенидов с шириной запрещенной зоны в ближнем инфракрасном диапазоне, применением компьютерных программ статистической обработки полученных массивов данных, анализом погрешностей измерений.

Результаты работы подтверждены публикациями в рецензируемых научных журналах, индексируемых в базах Scopus и Web of Science, а также докладами на российских и международных конференциях.

Апробация работы. Основные результаты диссертации были представлены на 19 всероссийских и международных конференциях: 7th, 8th, 9th European Kesterite Workshop (г. Лёвен, Бельгия, 2016г., г. Барселона, Испания, 2017г., г. Гент, Бельгия, 2018г.); VII и VIII Международная научная конференция «Актуальные проблемы физики твердого тела» (г. Минск, Беларусь, 2016г. и 2018г.); XIII Российская конференция по физике полупроводников (г. Екатеринбург, Россия, 2017г.); 11-й Белорусско-Российский семинар "Полупроводниковые лазеры и системы на их основе" (г. Минск, Беларусь, 2017г.); Международный симпозиум "Перспективные материалы и технологии" (г. Витебск, Беларусь, 2017г., г. Брест, Беларусь, 2019г.); 12-я и 15-я Международная конференция «Взаимодействие излучений с твердым телом» (г. Минск, Беларусь, 2017г. и 2023г.); XXII Уральская зимняя школа по физике полупроводников (г. Алапаевск, Россия, 2018г.); Конференция E-MRS (г. Страсбург, Франция, 2018г., г. Ницца, Франция, 2019г.); XVII Международный Феофиловский симпозиум по спектроскопии кристаллов, активировированных ионами редкоземельных и переходных металлов (г. Екатеринбург, Россия, 2018г.); VIII Международная научная конференция «Материалы и структуры современной электроники» (г. Минск, Беларусь, 2018г.); 7-ой Евро-Азиатский симпозиум «Тенденции в магнетизме» EASTMAG-2019 (г. Екатеринбург, Россия, 2019г.); XX Всероссийская школа-семинар по проблемам физики конденсированного состояния вещества СПФКС-20 (г. Екатеринбург, Россия, 2019г.); VII Международная молодежная научная конференция "Физика. Технологии. Инновации ФТИ-2020" (г. Екатеринбург, Россия, 2020г.).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 34 научных работах, включая 9 статей в рецензируемых научных журналах, включенных в Перечень ВАК РФ, в том числе 8 статей, индексируемых в

международных базах научного цитирования Scopus и Web of Science, а также в сборниках тезисов докладов конференций - 25.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы. Объём диссертации составляет 140 страниц, содержит 14 таблиц, 47 рисунков и список источников, состоящий из 195 наименований.

1. МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ ХАЛЬКОГЕНИДЫ МЕТАЛЛОВ

1.1 Общие сведения о материалах СиСа8е2, Си(1п,Са)8е2 и Cu2ZnSnSe4

Многокомпонентные халькогениды металлов СиОа8е2, Си(1п,Оа)8е2 и Си27п8п8е4 являются перспективными объектами для исследования как в силу потенциальных возможностей их практического применения в областях оптоэлектроники и фотовольтаики, так и с точки зрения изучения их фундаментальных свойств. Важным свойством таких соединений, в частности СиОа8е2, является наличие прямой запрещённой зоны [13]. Экстремумы валентной зоны и зоны проводимости располагаются в точке Г зоны Бриллюэна так, что процесс поглощения фотонов происходит без участия фононов. В результате коэффициент поглощения в области края фундаментального поглощения превышает 104 см-1 [5].

Для увеличения ширины запрещённой зоны (Её) к СиОа8е2 добавляют 1п, таким образом формируя соединение Си(1п,Оа)8е2 (СЮ8е), эффективно применяемое в области фотовольтаики [6], а также в составе фотодетекторов [14, 15]. При этом в последние годы в качестве наиболее перспективной замены Си(1п,Оа)8е2 выступает соединение Си27п8п8е4 (С7Т8е) за счёт замещения более редких металлов 1п и Оа на значительно более доступные и дешёвые 7п и 8п [1618]. Данный материал также обладает достаточно большим коэффициентом поглощения, превышающим 104 см-1 [19], и прямой запрещенной зоной с шириной, которая может быть изменена от 1.0 эВ до 1.5 эВ путем добавления серы и изменения её соотношения к селену. Соединения Си27п8п8е4 и Си27п8п(8,8е)4 применяются в составе термоэлектрических приборов [20, 21] и фотодетекторов [22], но наиболее эффективно их применение в области фотовольтаики [17, 23].

На рисунке 1.1 представлена зависимость коэффициента поглощения от энергии фотонов для различных соединений, применяемых в качестве поглощающего слоя фотоэлементов. Хорошо видно, что коэффициент поглощения С7Т8е и СЮ8е значительно превышает таковой не только кремния

но и большинства других соединений, используемых в качестве поглощающего слоя солнечных батарей. Также материалы CZTSe и CIGS лишены ряда недостатков: в них отсутствуют токсичные компоненты в отличие от CdTe и GaAs, при этом данным материалам не свойственна быстрая деградация под воздействием окружающей среды по сравнению с соединениями со структурой перовскита.

Рисунок 1.1 - Коэффициент поглощения материалов, применяемых в качестве поглощающего слоя фотоэлементов [5]

В итоге в настоящее время наиболее перспективными и подходящими по совокупности свойств для использования в области фотовольтаики являются многокомпонентные соединения CuGaSe2, Cu(In,Ga)Se2 и Cu2ZnSnSe4. Первые два из которых успешно применяются в качестве поглощающего слоя в фотоэлементах [6], несмотря на достаточно редкие и дорогостоящие 1п и Ga, а соединение Cu2ZnSnSe4 в настоящее время пока только изучается, так как в силу своей сложности требует дополнительных исследований.

1.2 Кристаллическая структура СиСа8е2, Си(1п,Са)8е2 и Си^п8п8е4

Кристаллическая структура халькопирита, характерная для СиОа8е2 и других тройных соединений 1-Ш-У12, образуется путём упорядоченной замены атомов катионной подрешётки сфалерита 7п8е одним из двух различных катионов. Такое замещение приводит к искажению тетраэров и изменению кубической решётки на тетрагональную. Кристаллическая структура халькопирита, характерная для природного минерала СиБе82, представлена на рисунке 1.2 (а). В соединении Си(1п,Оа)8е2 часть атомов Оа замещается атомами 1п, при этом кристаллическая структура сохраняется.

(а) ЫП-УЬ (Ь) 12-П-1У-У14 (с) Ь-П-ГУ-УЬ

халькопирит кестерит станнит

СиОаБет Си22п8п8е4 Си22п8п8е4

Рисунок 1.2 - Кристаллическая структура халькопирита тройных соединений 1-Ш-У12 (СиОа8е2) (а), кристаллические структуры кестерита и станнита четверных соединений 12-11-1У-

У4 (Си22п8п8е4) (Ь,с) [24]

Как видно на рисунке 1.2, отличие структуры кестерита от халькопирита заключается в замене атомов 1п и Ga на чередующиеся 7п и 8п, при этом тетрагональная симметрия сохраняется. Для соединения СиОа8е2 со структурой халькопирита параметры решётки а=0.5614 нм и с= 1.1022 нм [25], для Си27п8п8е4 со структурой кестерита а=0.5684 нм и с=1.1353 нм [26].

Согласно теоретическим расчётам [4] соединение CZTSe наиболее устойчиво в кристаллической структуре кестерита, но разница в общей энергии между структурами кестерита и станнита (рисунок 1.2 мала, из чего следует, что данные структуры могут сосуществовать [27, 28]. Такие структуры характерны для природных минералов Cu2(Zn,Fe)SnS4 и Cu2FeSnS4.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сулимов Михаил Алексеевич, 2026 год

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Solar cell efficiency tables (version 64) / M. A. Green, E. D. Dunlop, M. Yoshita, N. Kopidakis, K. Bothe, G. Siefer, D. Hinken, M. Rauer, J. Hohl-Ebinger, X. Hao // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. - 2024. - V. 32. - P. 425-441.

2. Shockley, W. Detailed Balance Limit of Efficiency of p-n Junction Solar Cells / W. Shockley, H. J. Queisser // Journal of Applied Physics. - 1961. - V. 32. - № 3. - P. 510-519.

3. Radiation resistance of Cu(In,Ga)Se2 solar cells under 1-MeV electron irradiation / A. Jasenek, U. Rau, K. Weinert, I. M. Kotschau, G. Hanna, G. Voorwinden, M. Powalla, H. W. Schock, J. H. Werner // Thin Solid Films. - 2001. - V. 387. - P. 228-230.

4. 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. - V. 95. - № 6. - P. 1421-1436.

5. Fujiwara, H. Spectroscopic ellipsometry for photovoltaics / H. Fujiwara, R. W. Collins. - Cham: Springer, 2018. - 594 p.

6. Rau, U. Electronic properties of Cu(In,Ga)Se2 heterojunction solar cells - recent achievements, current understanding, and future challenges / U. Rau, H. W. Schock // Applied Physics A. - 1999. -V. 69. - P. 131-147.

7. Леванюк, А. П. Краевая люминесценция прямозонных полупроводников / А. П. Леванюк, В. В. Осипов // Успехи Физических Наук. - 1981. - Т. 133. - № . 3 - С. 427-477.

8. The role of spatial potential fluctuations in the shape of the PL bands of multinary semiconductor compounds / J. Krustok, H. Collan, M. Yakushev, K. Hjelt // Physica Scripta. - 1999. - V. T79. - P. 179-182.

9. Jasenek, A. Defect generation in Cu(In,Ga)Se2 heterojunction solar cells by high-energy electron and proton irradiation / A. Jasenek, U. Rau // Journal of Applied Physics. - 2001. - V. 90. - P. 650658.

10. Influence of electron and proton irradiation on the soaking and degradation of Cu2ZnSnS4 solar cells / M. Sugiyama, S. Aihara, Y. Shimamune, H. Katagiri // Thin Solid Films. - 2017. - V. 642. - P. 311-315.

11. Stability aspects in CdTe/CdS solar cells / D. L. Batzner, A. Romeo, M. Terheggen, M. Dobeli, H. Zogg, A. N. Tiwari // Thin Solid Films. - 2004 - V. 451. - P. 536-543.

12. Schock, H. W. Development of CIS solar cells for space applications / H. W. Schock, K. Bogus // 2nd World conference on photovoltaic solar energy conversion, Vienna. - 1998. - P. 3586-3589.

13. Shay, J. L. Ternary chalcopyrite semiconductors : growth, electronic properties, and applications / J. L. Shay, J. H. Wernick. - New York: Pergamon Press, 1975. - 244 p.

14. Solution-processed near-infrared Cu(In,Ga)(S,Se)2 photodetectors with enhanced chalcopyrite crystallization and bandgap grading structure via potassium incorporation / J-H Kim, H. Han, M. K. Kim, J. Ahn, D. K. Hwang, T. J. Shin, B. K. Min, J. A. Lim // Scientific Reports. - 2021. - V. 11. - P. 7820.

15. Piezophototronic effect enhanced photoresponse of the flexible Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) heterojunction photodetectors / S. Qiao, J. Liu, X. Niu, B. Liang, G. Fu, Z. Li, S. Wang, K. Ren, C. Pan // Advanced Functional Materials. - 2018. - V. 28. - P. 1707311.

16. Kesterite successes, ongoing work, and challenges: a perspective from vacuum deposition / I. L. Repins, M. J. Romero, J. V. Li, S-H Wei, D. Kuciauskas, C-S Jiang, C. Beall, C. Dehart, J. Mann, WC Hsu, G. Teeter, A. Goodrich, R. Noufi // IEEE Journal of Photovoltaics. - 2012. - V. 2 - P. 1-7.

17. 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. - V. 6. - P. 3171.

18. CZTS nanocrystals: a promising approach for next generation thin film photovoltaics / H. Zhou, W-C Hsu, H-S Duan, B. Bob, W. Yang, T-B Song, C-J Hsu, Y. Yang // Energy & Environmental Science. - 2013. - V. 6. - P. 2822.

19. Amal, M. I. Optical properties of selenized Cu2ZnSnSe4 films from a Cu-Zn-Sn metallic precursor / M.I. Amal, H. Kim // Chalcogenide Letters. - 2012. - V. 9. - № 8. - P. 345-353.

20. A wide-band-gap p-type thermoelectric material based on quaternary chalcogenides of Cu2ZnSnQ4 (Q = S,Se) / M. L. Liu, F. Q. Huang, L. D. Chen, I. W. Chen // Applied Physics Letters. - 2009. - V. 94. - P. 202103.

21. Thermoelectric properties of tetrahedrally bonded wide-gap stannite compounds Cu2ZnSn1-xInxSe4 / X. Y. Shi, F. Q. Huang, M. L. Liu, L. D. Chen // Applied Physics Letters. - 2009. -V. 94. - P. 122103.

22. Enhanced photoresponse of Cu2ZnSn(S,Se)4 based photodetector in visible range / K. S. Gour, O. P. Singh, B. Bhattacharyya, R. Parmar, S. Husale, T. D. Senguttuvan, V. N. Singh // Journal of Alloys and Compounds. - 2017. - V. 694. - P. 119-123.

23. Siebentritt, S. Kesterites - a challenging material for solar cells / S. Siebentritt, S. Schorr // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. - 2012. - V. 20. - P. 512-519.

24. Band structure engineering of multinary chalcogenide topological insulators / S. Chen, X. G. Gong, C-G Duan, Z-Q Zhu, J-H Chu, A. Walsh, Y-G Yao, J. Ma, S-H Wei // Physical Review B. - 2011. -V. 83. - P. 245202.

25. Mandel, L. Crystal data for CuGaSe2 / L. Mandel, R. D. Tomlinson, M. J. Hampshire // Journal of Applied Crystallography. - 1977. - V. 10. - P. 130-131.

26. Cu2ZnSnSe4 thin film solar cells produced by selenisation of magnetron sputtered precursors / G. Zoppi, I. Forbes, R. W. Miles, P. J. Dale, J. J. Scragg, L. M. Peter // Progress In Photovoltaics: Research And Applications. - 2009. - V. 17. - P. 315-319.

27. Crystal and electronic band structure of Cu2ZnSnX4 (X = S and Se) photovoltaic absorbers: first-principles insights / S. Chen, X. G. Gong, A. Walsh, S-H Wei // Applied Physics Letters. - 2009. - V. 94. - P. 041903.

28. Schorr, S. A neutron diffraction study of the stannite-kesterite solid solution series / S. Schorr, H-J Hoebler, M. Tovar // European Journal of Mineralogy. - 2007. - V. 19. - P. 65-73.

29. Hopfield, J. J. Fine structure in the optical absorption edge of anisotropic crystals / J. J. Hopfield // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 1960. - V. 15. - P. 97.

30. Rowe, J. E. Extension of the quasicubic model to ternary chalcopyrite crystals / J. E. Rowe, J. L. Shay // Physical Review B. - 1971. - V. 3. - P. 451.

31. Diamagnetic shift in the A free exciton in CuGaSe2 single crystals / F. Luckert, M. V. Yakushev, C. Faugeras, A. V. Karotki, A. V. Mudryi, R. W. Martin // Applied Physics Letters. - 2010. - V. 97. -P. 162101.

32. Persson, C. Electronic and optical properties of Cu2ZnSnS4 and Cu2ZnSnSe4 / C. Persson // Journal of Applied Physics. - 2010. - V. 107. - P. 053710.

33. Temperature dependent band-gap energy for Cu2ZnSnSe4: A spectroscopic ellipsometric study / S. G. Choi, T. J. Kim, S. Y. Hwang, J. Li, C. Persson, Y. D. Kim, S- H. Wei, I. L. Repins // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2014. - V. 130. - P. 375-379.

34. Weber, E. R. Understanding defects in semiconductors as key to advancing device technology / E. R.Weber // Physica B: Condensed Matter. - 2003. - V. 340. - P. 1-14.

35. 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. - V. 25. - P. 1522-1539.

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

37. 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. - V. 81. - № 24. - P. 245204.

38. Collord, A. D. Combinatorial exploration of the effects of intrinsic and extrinsic defects in Cu2ZnSn(S,Se)4 / A. D. Collord, H. Xin, H. W. Hillhouse // IEEE Journal of Photovoltaics. - 2015. -V. 5. - № 1. - P. 288-298.

39. Compositional paradigms in multinary compound systems for photovoltaic applications: a case study of kesterites / A. Fairbrother, M. Dimitrievska, Y. Sánchez, V. Izquierdo-Roca, A. Pérez-Rodriguez, and E. Saucedo // Journal of Materials Chemistry A. - 2015. - V. 3. - № 18. - P. 94519455.

40. Defect physics of the kesterite thin-film solar cell absorber Cu2ZnSnS4 / S. Chen, X. G. Gong, A. Walsh, S-H Wei // Applied Physics Letters. - 2010. - V. 96. - P. 021902.

41. Effective and noneffective recombination center defects in Cu2ZnSnS4: Significant difference in carrier capture cross sections / J. Li, Z-K Yuan, S. Chen, X-G Gong, S-H Wei // Chemistry of Materials. - 2018. - V. 31. - P. 826-833.

42. Kim, S. Identification of killer defects in kesterite thin-film solar cells / S. Kim, J. S. Park, A. Walsh // ACS Energy Letters. - 2018. - V. 3. - P. 496-500.

43. Comparative study of the luminescence and intrinsic point defects in the kesterite Cu2ZnSnS4 and chalcopyrite Cu(In,Ga)Se2 thin films used in photovoltaic applications / M. J. Romero, H. Du, G. Teeter, Y. Yan, M. M. Al-Jassim // Physical Review B. - 2011. - V. 84. - P. 165324.

44. Is the Cu/Zn Disorder the Main Culprit for the Voltage Deficit in Kesterite Solar Cells? / S. Bourdais, C. Chon, B. Delatouche, A. Jacob, G. Larramona, C. Moisan, A. Lafond, F. Donatini, G. Rey, S. Siebentritt, A. Walsh, G. Dennler // Advanced Energy Materials. - 2016. - V. 6. - № 12. - P. 1502276.

45. The band gap of Cu2ZnSnSe4: effect of order-disorder / G. Rey, A. Redinger, J. S. Ler, T. P. Weiss, M. Thevenin, M. Guennou, B. El Adib, S. Siebentritt // Applied Physics Letters. - 2014. - V. 105. - P. 112106.

46. Band tailing and efficiency limitation in kesterite solar cells / T. Gokmen, O. Gunawan, T. K. Todorov, D. B. Mitzi // Applied Physics Letters. - 2013. - V. 103. - № 10. - P. 103506.

47. Luminescence of Cu2ZnSnS4 polycrystals described by the fluctuating potential model / D. P. Halliday, R. Claridge, M. C. J. Goodman, B. G. Mendis, K. Durose, J. D. Major // Journal of Applied Physics. - 2013. - V. 113. - № 22. - P. 223503.

48. Katahara, J. K. Quasi-Fermi level splitting and sub-bandgap absorptivity from semiconductor photoluminescence / J. K. Katahara, H. W. Hillhouse // Journal of Applied Physics. - 2014. - V. 116. - № 17. - P. 173504.

49. Zawadzki, P. Entropy-driven clustering in tetrahedrally bonded multinary materials / P. Zawadzki, A. Zakutayev, S. Lany // Physical Review Applied. - 2015. - V. 3. - P. 034007.

50. Li, J. B. Investigating the role of grain boundaries in CZTS and CZTSSe thin film solar cells with scanning probe microscopy / J. B. Li, V. Chawla, B. M. Clemens // Advanced Materials. - 2012. - V. 24. - P. 720-723.

51. Surface potential on grain boundaries and intragrains of highly efficient Cu2ZnSn(S,Se)4 thin-films grown by two-step sputtering process / G. Y. Kim, A. R. Jeong, J. R. Kim, W. Jo, D-H Son, D-H Kim, J-K Kang // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2014. - V. 127. - P. 129-135.

52. Márquez-Prieto, J. Evolution of phases in two-stage vacuum processed thin film Cu2ZnSnSe4 absorber layers / J. Márquez-Prieto, I. Forbes // Materials Research Innovations. - 2014. - V. 18. - № 7. - P. 515-518.

53. The influence of precursor Cu content and two-stage processing conditions on the microstructure of Cu2ZnSnSe4 / J. Márquez-Prieto, Y. Ren, R. W. Miles, N. Pearsall, I. Forbes // Thin Solid Films. -2015. - V. 582. - P. 220-223.

54. Impact of the selenisation temperature on the structural and optical properties of CZTSe absorbers / J. Márquez-Prieto, M. V. Yakushev, I. Forbes, J. Krustok, P. R. Edwards, V. D. Zhivulko, O. M. Borodavchenko, A. V. Mudryi, M. Dimitrievska, V. Izquerdo-Roca, N. M. Pearsall, R. W. Martin // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2016. - V. 152. - P. 42-50.

55. Olekseyuk, I. D. Phase equilibria in the Cu2S-ZnS-SnS2 system / I. D. Olekseyuk, I. V. Dudchak, L. V. Piskach // Journal of Alloys and Compounds. - 2004. - V. 368. - P. 135-143.

56. Beyond 11% efficiency: characteristics of state-of-the-art Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cells / T. K. Todorov, J. Tang, S. Bag, O. Gunawan, T. Gokmen, Y. Zhu, D. B. Mitzi // Advanced Energy Materials. - 2013. - V. 3. - P. 34-38.

57. Direct evidence of current blocking by ZnSe in Cu2ZnSnSe4 solar cells / J. T. Watjen, J. Engman, M. Edoff, C. Platzer-Bjorkman // Applied Physics Letters. - 2012. - V. 100. - № 17. - P. 173510.

58. Crystal growth and structure, electrical, and optical characterization of the semiconductor Cu2SnSe3 / G. Marcano, C. Rincón, L. M. de Chalbaud, D. B. Bracho, G. S. Pérez // Journal of Applied Physics. - 2001. - V. 90. - № 4. - P. 1847-1853.

59. Yu, P. Fundamentals of Semiconductors / P. Yu, M. Cardona. - Berlin, Heidelberg: Springer, 2010. - 775 p.

60. Amorphous SnSe2 films / F. Sava, A. Lorinczi, M. Popescu, G. Socol, E. Axente, I. N. Mihailescu, M. Nistor // Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. - 2006. - V. 8. - № 4. - P. 13671371.

61. Solution-phase synthesis of SnSe nanocrystals for use in solar cells / M. A. Franzman, C. W. Schlenker, M. E. Thompson, R. L. Brutchey // Journal of the American Chemical Society. - 2010. -V. 132. - № 12. - P. 4060-4061.

62. Valence band photoemission study of the copper chalcogenide compounds, Cu2S, Cu2Se and Cu2Te / S. Kashida, W. Shimosaka, M. Mori, D. Yoshimura // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2003. - V. 12. - P. 2357-2363.

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

64. Mattheis, J. Light absorption and emission in semiconductors with band gap fluctuations-a study on Cu(In,Ga)Se2 thin films / J. Mattheis, U. Rau, J. H. Werner // Journal of Applied Physics. - 2007. -V. 101. - № 11. - P. 113519.

65. Kato, T. Cu(In,Ga)(Se,S)2 solar cell research in Solar Frontier: Progress and current status / T. Kato // Japanese Journal of Applied Physics. - 2017. - V. 56. - P. 04CA02.

66. Cu-Zn disorder and band gap fluctuations in Cu2ZnSn(S,Se)4 Theoretical and experimental investigations / J. J. S. Scragg, J. K. Larsen, M. Kumar, C. Persson, J. Sendler, S. Siebentritt, C. P. Bjorkman // Physica Status Solidi (b). - 2015. - V. 253. - № 2. - P. 247-254.

67. 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. - V. 95. - № 6. - P. 1482-1488.

68. Multinuclear (67Zn, 119Sn and 65Cu) NMR spectroscopy - an ideal technique to probe the cationic ordering in Cu2ZnSnS4 photovoltaic materials / L. Choubrac, M. Paris, A. Lafond, C. Guillot-Deudon, X. Rocquefelte, S. Jobic // Physical Chemistry Chemical Physics. - 2013. - V. 15. - № 26. - P. 10722.

69. Atom probe study of Cu2ZnSnSe4 thin-films prepared by co-evaporation and post-deposition annealing / T. Schwarz, O. Cojocaru-Miredin, P. Choi, M. Mousel, A. Redinger, S. Siebentritt, D. Raabe. // Applied Physics Letters. - 2013. - V. 102. - № 4. - P. 042101.

70. Solid-state NMR and Raman spectroscopy to address the local structure of defects and the tricky issue of the Cu/Zn disorder in Cu-poor, Zn-rich CZTS materials / M. Paris, L. Choubrac, A. Lafond, C. Guillot-Deudon, S. Jobic // Inorganic Chemistry. - 2014. - V. 53. - P. 8646-8653.

71. Bleuse, J. Potential fluctuations and localization effects in CZTS single crystals, as revealed by optical spectroscopy / J. Bleuse, F. Ducroquet, H. Mariette // Journal of Electronic Materials. - 2018. -V. 47. - № 8. - P. 4282-4288.

72. Direct evidence of causality between chemical purity and band-edge potential fluctuations in nanoparticle ink-based Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cells / S. Campbell, Y. Qu, J. D. Major, D. Lagarde, C. Labbe, P. Maiello, V. Barrioz, N. S. Beattie, G. Zoppi // Journal of Physics D: Applied Physics. -2019. - V. 52. - № 13. - P. 135102.

73. J. I. Pankove, Optical Processes in Semiconductors / J. I. Pankove. - New York: Dover, 1971. -422 p.

74. Organometallic halide perovskites: sharp optical absorption edge and its relation to photovoltaic performance / S. D. Wolf, J. Holovsky, S.-J. Moon, P. Loper, B. Niesen, M. Ledinsky, F.-J. Haug, JH. Yum, and C. Ballif // Journal of Physical Chemistry Letters. - 2014. - V. 5. - P. 1035.

75. Dielectric functions of Cu2ZnSnSe4 and Cu2SnSe3 semiconductors / Y. Hirate, H. Tampo, S. Minoura, H. Kadowaki, A. Nakane, K. M. Kim, H. Shibata, S. Niki, H. Fujiwara // Journal of Applied Physics. - 2015. - V. 117. - P. 015702.

76. Tail state formation in solar cell materials: First principles analyses of zincblende, chalcopyrite, kesterite, and hybrid perovskite crystals / M. Nishiwaki, K. Nagaya, M. Kato, S. Fujimoto, H. Tampo, T. Miyadera, M. Chikamatsu, H. Shibata, H. Fujiwara // Physical Review Materials. - 2018. - V. 2. -P. 085404.

77. Electronic structure and stability of quaternary chalcogenide semiconductors derived from cation cross-substitution of II-VI and I-III-VI2 compounds / S. Chen, X. G. Gong, A. Walsh, S.-H. Wei // Physical Review B. - 2009. - V. 79. - P. 165211.

78. Spectral optical properties of Cu2ZnSnS4 thin film between 0.73 and 6.5 eV / J. Li, H. Du, J. Yarbrough, A. Norman, K. Jones, G. Teeter, F. L. Terry, D. Levi // Optics Express. - 2012. - V. 20. -P. A327.

79. A low-temperature order-disorder transition in Cu2ZnSnS4 thin films / J. J. S. Scragg, L. Choubrac, A. Lafond, T. Ericson, C. P. Bjorkman // Applied Physics Letters. - 2014. - V. 104. - P. 041911.

80. Direct observation of Cu, Zn cation disorder in Cu2ZnSnS4 solar cell absorber material using aberration corrected scanning transmission electron microscopy / B. G. Mendis, M. D. Shannon, M. C. J. Goodman, J. D Major, R. Claridge, D. P. Halliday, K. Durose // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. - 2014. - V. 22. - P. 24.

81. Photoluminescence excitation spectroscopy of InGaN epilayers / M. E. White, K. P. O'Donnell, R. W. Martin, S. Pereira, C. J. Deatcher, I. M. Watson // Materials Science and Engineering: B. - 2002. -V. 93. - P. 147-149.

82. First-principles study on the effective masses of zinc-blend-derived Cu2Zn-IV-VI4 (IV = Sn, Ge, Si and VI = S, Se) / H. R. Liu, S. Chen, Y. T. Zhai, H. J. Xiang, X. G. Gong, S. H. Wei // Journal of Applied Physics. - 2012. - V. 112. - P. 093717.

83. Radiative transitions in highly doped and compensated chalcopyrites and kesterites: the case of Cu2ZnSnS4 / J. P. Teixeira, R. A. Sousa, M. G. Sousa, A. F. da Cunha, P. A. Fernandes, P. M. P. Salomé, J. P. Leitao // Physical Review B. - 2014. - V. 90. - P. 235202.

84. Yamaguchi, M. Radiation resistance of compound semiconductor solar cells / M. Yamaguchi // Journal of Applied Physics. - 1995. - V. 78. - P. 1476-1480.

85. Development of CuInSe2 Cells for Space Applications / R. A. Mickelsen, W. S. Chen, B. J. Stanbery, H. Dursch, J. M. Stewart, Y. R. Hsiao, W. Devaney // Proceedings of the 18th IEEE Photovoltaic Specialists Conference. - 1985. - P. 1069-1073.

86. Electron and proton radiation effects on GaAs and CuInSe2 thin flm solar cells / R. M. Burgess, W. S. Chen, W. E. Devaney, D. H. Doyle, N. P. Kim, B. J. Stanbery // Proceedings of the 20th IEEE Photovoltaic Specialists Conference. - 1988. - P. 909-911.

87. Extreme radiation hard thin film CZTSSe solar cell/ S. S. Suvanam, J. Larsen, N. Ross, V. Kosyak, A. Hallen, C. P. Bjorkman // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2018. - V. 185. - P. 16-20.

88. Sigmund, P. Energy density and time constant of heavy-ion-induced elastic-collision spikes in solids / P. Sigmund // Applied Physics Letters. - 1974. - V. 25. - P. 169.

89. RBS-channeling study of radiation damage in Ar+ implanted CuInSe2 crystals / M. V. Yakushev, V. A. Volkov, N. N. Mursakulov, C. E. Sabzaliyeva, R. W. Martin // Journal of Vacuum Science & Technology A. - 2016. - V. 34. - № 5. - P. 051203.

90. In situ transmission electron microscopy studies of radiation damage in copper indium diselenide / S. E. Donnelly, J. A. Hinks, P. D. Edmondson, R. D. Pilkington, M. Yakushev, R. C. Birtcher // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. - 2006. - V. 242. - P. 686.

91. Corvini, P. Surface order and stoichiometry of sputter-cleaned and annealed CuInSe2 / P. Corvini, A. Kahn, S. Wagner // Journal of Applied Physics. - 1985. - V. 57. - P. 2967.

92. Radiation-induced defects in thin Cu(In,Ga)Se2 films on exposure to high-energy electron irradiation / A. V. Mudryi, V. F. Gremenok, A. V. Ivanyukovich, M. V. Yakushev, Ya. V. Feofanov // Journal of Applied Spectroscopy. - 2005. - V. 72. - P. 883-886.

93. Structural and optical properties of CdS/Cu(In,Ga)Se2 heterostructures irradiated by high-energy electrons / A. V. Karotki, A. V. Mudryi, M. V. Yakushev, F. Luckert, R. Martin // Journal of Applied Spectroscopy. 2010. - V. 77. - P. 668-674.

94. Новиков, Г. Ф. Солнечные преобразователи третьего поколения на основе Cu-In-Ga-(S, Se) / Г. Ф. Новиков, М. В. Гапанович // Успехи физических наук. - 2017. - Т. 187. - № 2. - С. 173191.

95. Ракитин, В. В. Солнечные преобразователи третьего поколения на основе четверных соединений меди со структурой кестерита / В. В. Ракитин, Г. Ф. Новиков // Успехи химии. -2017. - Т. 86. - № 2. - C. 99-112.

96. Nitsche, R. Crystal growth of quaternary 122464 chalcogenides by iodine vapor transport / R. Nitsche, D. F. Sargent, P. Wild // Journal of Crystal Growth. - 1967. - V. 1. - № 1. - P. 52-53.

97. Ito, K. Electrical and optical properties of stannite-type quaternary semiconductor thin films / K. Ito, T. Nakazawa // Japanese Journal of Applied Physics. - 1988. - V. 27. - P. 2094-2097.

98. Preparation and evaluation of CZTS thin films by sulfurization of E-B evaporated precursors / H. Katagiri, N. Sasaguchi, S. Hando, S. Hoshimo, J. Ohashi, T. Yokota // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 1997. - V. 49. - P. 407-414.

99. Defect control for 12.5% efciency Cu2ZnSnSe4 kesterite thin-film solar cells by engineering of local chemical environment / J. Li, Y. Huang, J. Huang, G. Liang, Y. Zhang, G. Rey, F. Guo, Z. Su, H. Zhu, L. Cai, K. Sun, Y. Sun, F. Liu, S. Chen, X. Hao, Y. Mai, M. A. Green // Advanced Materials. -2020. - V. 32. - P. 2005268.

100. Solar cell efficiency tables (version 62) / M. A. Green, E. D. Dunlop, M. Yoshita, N. Kopidakis, K. Bothe, G. Siefer, X. Hao // Progress in Photovoltaics: Research and Applications. - 2023. - V. 31. -P. 651-663.

101. Upper limit to the photovoltaic efficiency of imperfect crystals from first principles / S. Kim, J. A. Marquez, T. Unold, A. Walsh // Energy & Environmental Science. - 2020. - V. 13. - P. 1481.

102. Sputtered molybdenum bilayer back contact for copper indium diselenide-based polycrystalline thin film solar cells / J. H. Scofield, A. Duda, D. Albin, B. L. Ballard, P. K. Predecki // Thin Solid Films. - 1995. - V. 260. - P. 26-31.

103. Electrical, morphological and structural properties of RF magnetron sputtered Mo thin films for application in thin film photovoltaic solar cells / G. Zoppi, N. S. Beattie, J. D. Major, R. W. Miles, I. Forbes // Journal of Materials Science. - 2011. - V. 46. - P. 4913-4921.

104. Effect of sputtering process parameters on film properties of molybdenum back contact / S. A. Pethe, E. Takahashi, A. Kaul, N. G. Dhere // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2012. - V. 100. - P. 1-5.

105. Mo bilayer for thin film photovoltaics revisited / P. M. P. Salomé, J. Malaquias, P. A. Fernandes, A. F. Cunha // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2010. - 43. - P. 345501.

106. Structure and electrical properties of Mo back contact for Cu(In, Ga)Se2 solar cells / H-M Wu, SC Liang, Y-L Lin, C-Y Ni, H-Y Bor, D-C Tsai, F-S Shieu // Vacuum. - 2012. - V. 86. - P. 19161919.

107. Optimization of molybdenum thin films for electrodeposited CIGS solar cells / M. Jubault, L. Ribeaucourt, E. Chassaing, G. Renou, D. Lincot, F. Donsanti // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2011. - V. 95. - P. S26-S31.

108. Orgassa, K. Alternative back contact materials for thin film Cu(In,Ga)Se2 solar cells / K. Orgassa, H. W. Schock, J. H. Werner // Thin Solid Films. - 2003. - V. 431-432. - P. 387-391.

109. CZTS-based materials and interfaces and their effects on the performance of thin film solar cells / T. J. Huang, X. Yin, G. Qi, H. Gong // Physica Status Solidi (RRL) - Rapid Research Letters. - 2014. - V. 08. - P. 735-762.

110. Effects of back contact instability on Cu2ZnSnS4 devices and processes / J. J. Scragg, T. Kubart, J. T. Watjen, T. Ericson, M. K. Linnarsson, C. Platzer-Bjorkman // Chemistry of Materials. - 2013. -V. 25. - P. 3162-3171.

111. Influence of irradiation of Cu(In,Ga)Se2 thin films by 10 MeV electrons on photoluminescence spectra / M. A. Sulimov, M. N. Sarychev, I. A. Mogilnikov, V. Yu. Ivanov, V. D. Zhivulko, O. M. Borodavchenko, A. V. Mudryi, M. V. Yakushev // AIP Conference Proceedings. - 2020. - V. 2313. -P.030007-030012.

112. Effects of Ar+ etching of Cu2ZnSnSe4 thin films: An x-ray photoelectron spectroscopy and photoluminescence study / M. V. Yakushev, M. A. Sulimov, E. Skidchenko, J. Márquez-Prieto, I. Forbes, P. R. Edwards, M. V. Kuznetsov, V. D. Zhivulko, O. M. Borodavchenko, A. V. Mudryi, J. Krustok, R. W. Martin // Journal of Vacuum Science & Technology B. - 2018. - V. 36. - P. 061208.

113. Tomlinson, R. D. Fabrication of CuInSe2 single crystals using melt-growth techniques / R. D. Tomlinson // Solar Cells. - 1984. - V. 16. - P. 17-26.

114. Палатник, Л. С. О тройных халькогенидах галлия типа A31UC2 / Л. С. Палатник, Е. К. Белова // Известия АН СССР. Неорганические материалы. - 1967. - Т. 3. - № 6. - С. 967-973.

115. Systematic compositional changes and their influence on lattice and optoelectronic properties of Cu2ZnSnSe4 kesterite solar cells / J. Márquez, M. Neuschitzer, M. Dimitrievska, R. Gunder, S. Haass, M. Werner, Y. E. Romanyuk, S. Schorr, N. M. Pearsall, I. Forbes // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2016. - V. 144. - P. 579-585.

116. Пустоваров, В. А. Люминесценция твердых тел: учебное пособие / В. А. Пустоваров. -Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2017. - 128 с. - ISBN 978-5-7996-20882.

117. Radiative recombination via intrinsic defects in CuxGaySe2 / A. Bauknecht, S. Siebentritt, J. Albert, M. Ch. Lux-Steiner // Journal of Applied Physics. - 2001. - V. 89. - P. 4391-4400.

118. Klingshirn, C. F. Semiconductor Optics / C. F. Klingshirn. - Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2005. - 797 p.

119. Makado, P. C. Energy levels of a neutral hydrogen-like system in a constant magnetic field of arbitrary strength / P. C. Makado, N. C. Mcgill // Journal of Physics C: Solid State Physics. - 1986. -V. 19. - P. 873-885.

120. Seisyan, R. P. Interband magneto-optics of semiconductors as diamagnetic exciton spectroscopy / R. P. Seisyan, B. P. Zakharchenya // Landau level spectroscopy / Modern problems in condensed matter sciences; edited by G. Landwehr, E.I. Rashba. - Amsterdam: North-Holland, 1991 - P. 345443.

121. Magneto-optical effects of the Wannier exciton in a biaxial ZnP2 crystal / S. Taguchi, T. Goto, M. Takeda, G. Kido // Journal of the Physical Society of Japan. - 1988. - V. 57. - P. 3256.

122. Persson, C. Anisotropic hole-mass tensor of CuIn1-xGax(S,Se)2: Presence of free carriers narrows the energy gap / C. Persson // Applied Physics Letters. - 2008. - V. 93. - P. 072106.

123. Infrared Faraday effect in n-type CuInSe2 / H. Weinert, H. Neumann, H. J. Hobler, G. Kuhn, N. V. Nam // Physica Status Solidi (b). - 1977. - V. 81. - P. K59.

124. Energy spectrum of two-dimensional excitons in a non-uniform dielectric medium / M. R. Molas, A. O. Slobodeniuk, K. Nogajewski, M. Bartos, L. Bala, A. Babinski, K. Watanabe, T. Taniguchi, C. Faugeras, M. Potemski // Physical Review Letters. - 2019. - V. 123. - P. 136801.

125. Tuning valley polarization in a WSe2 monolayer with a tiny magnetic field / T. Smolenski, M. Goryca, M. Koperski, C. Faugeras, T. Kazimierczuk, A. Bogucki, K. Nogajewski, P. Kossacki, M. Potemski // Physical Review X. - 2016. - V. 6. - P. 021024.

126. Anisotropy of effective masses in CuInSe2 / M. V. Yakushev, F. Luckert, A. V. Rodina, C. Faugeras, A. V. Mudryi, A. V. Karotki, R. W. Martin // Applied Physics Letters. - 2012. - V. 101. - P. 262101.

127. Klingshirn, C. F. Semiconductor Optics / C. F. Klingshirn. - Berlin: Springer, 2012. - 849 p.

128. Temperature quenching of photoluminescence intensities in undoped and doped GaN / M. Leroux, N. Grandjean, B. Beaumont, G. Nataf, F. Semond, J. Massies, P. Gibart // Journal of Applied Physics. - 1999. - V. 86. - № 7. - P. 3721-3728.

129. Schmidt, T. Excitation-power dependence of the near-bandedge photoluminescence of semiconductors / T. Schmidt, K. Lischka, W. Zulehner // Physical Review B. - 1992. - V. 45. - № 16. - P.8989-8994.

130. A photoluminescence study of excitonic grade CuInSe2 single crystals irradiated with 6 MeV electrons / M. V. Yakushev, A. V. Mudryi, O. M. Borodavchenko, V. A. Volkov, R. W. Martin // Journal of Applied Physics. - 2015. - V. 118. - P. 155703.

131. Photoluminescence of a high quality CuInSe2 single crystal / K. Chatraphorn, K. Yoodee, P. Songpongs, C. Chityuttakan, K. Sayavong, S. Wongmanerod, P. O. Holtz // Japanese Journal of Applied Physics. - 1998. - V. 37. - P. L269.

132. Excitation power and temperature dependence of excitons in CuInSe2 / F. Lückert, M. V. Yakushev, C. Faugeras, A. V. Karotki, A. V. Mudryi, R. W. Martin // Journal of Applied Physics. -2012. - V. 111. - P. 093507.

133. Yakushev, M. V. Temperature dependence of excitonic emission in CuInSe2 / M. V. Yakushev, R. W. Martin, A. V. Mudryi // Physica Status Solidi (c). - 2009. - V. 6. - P. 1082.

134. Yakushev, M. V. Energy of free excitons in CuInSe2 single crystals / M. V. Yakushev, A. V. Mudryi, R. D. Tomlinson // Applied Physics Letters. - 2003. - V. 82. - P. 3233.

135. Structural and optical properties of thin films of Cu(In,Ga)Se2 semiconductor compounds / A. V. Mudryi, V. F. Gremenok, A. V. Karotki, V. B. Zalesski, M. V. Yakushev, F. Luckert, R. W. Martin, // Journal of Applied Spectroscopy. - 2010. - V. 77. - P. 371.

136. Tanaka, K. Photoluminescence from Cu2ZnSnS4 thin films with different compositions fabricated by a sputtering-sulfurization method / K. Tanaka, T. Shinji, H. Uchiki // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2014. - V. 126. - P. 143-148.

137. 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. - V. 203. - P. 2891-2896.

138. Shallow defects in Cu2ZnSnS4 / K. Hönes, E. Zscherpel, J. Scragg, S. Siebentritt // Physica B: Condensed Matter. - 2009. - V. 404. - P. 4949-4952.

139. Free-to-bound recombination in near stoichiometric Cu2ZnSnS4 single crystals / S. Levcenko, V. E. Tezlevan, E. Arushanov, S. Schorr, T. Unold // Physical Review B. - 2012. - V. 86. - P. 045206.

140. The role of structural properties on deep defect states in Cu2ZnSnS4 studied by photoluminescence spectroscopy / M. Grossberg, J. Krustok, J. Raudoja, T. Raadik // Applied Physics Letters. - 2012. - V. 101. - P. 102102.

141. Microphotoluminescence study of Cu2ZnSnS4 polycrystals / M. Grossberg, P. Salu, J. Raudoja, J. Krustok // Journal of Photonics for Energy. - 2013. - V. 3. - P. 030599.

142. Photoluminescence and electrical study of fluctuating potentials in Cu2ZnSnS4-based thin films / J. P. Leitäo, N. M. Santos, P. A. Fernandes, P. M. P. Salomé, A. F. da Cunha, J. C. González, G. M. Ribeiro, F. M. Matinaga // Physical Review B. - 2011. - V. 84. - P. 024120.

143. Characterization of CuIn(Ga)Se2 thin films / I. Dirnstorfer, M. Wagner, D. M. Hofmann, M. D. Lampert, F. Karg, B. K. Meyer // Physica Status Solidi (a). - 1998. - V. 168. - P. 163-175.

144. Yu, P. W. Excitation-dependent emission in Mg-, Be-, Cd-, and Zn-implanted GaAs / P. W. Yu // Journal of Applied Physics. - 1997. - V. 48. - P. 5043-5051.

145. Levanyuk, A. P. Theory of the luminescence of heavily doped semiconductors / A. P. Levanyuk, V. V. Osipov // Soviet Physics-Semiconductors. - 1973. - V. 7. - 721.

146. Photoluminescence studies of heavily doped CuInTe2 crystals / A. Jagomagi, J. Krustok, J. Raudoja, M. Grossberg, M. Danilson, M. Yakushev // Physica B: Condensed Matter. - 2003. - V. 337. - P. 369.

147. Radiative recombination in epitaxial compensated gallium-arsenide / Z. I. Alferov, V. M. Andreev, D. Z. Garbuzov, M. K. Trukan // Soviet Physics-Semiconductors. - 1973. - V. 6. - P. 1718.

148. Bhattacharya, R. On conversion of luminescence into absorption and the van Roosbroeck-Shockley relation / R. Bhattacharya, B. Pal, B. Bansal // Applied Physics Letters. - 2012. - V. 100. -P.222103.

149. Deep defects in Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cells with varying Se content / S. Levcenko, J. Just, A. Redinger, G. Larramona, S. Bourdais, G. Dennler, A. Jacob, T. Unold. // Physical Review Applied. - 2016. - V. 5. - № 2. - P. 024004.

150. Near band edge recombination mechanisms in GaTe / A. Zubiaga, J. A. García, F. Plazaola, V. Muñoz-Sanjosé, C. Martínez-Tomás // Physical Review B. - 2003. - V. 68. - P. 245202.

151. Krustok, J. Does the low-temperature Arrhenius plot of the photoluminescence intensity in CdTe point towards an erroneous activation energy? / J. Krustok, H. Collana, K. Hjelt // Journal of Applied Physics. - 1997. - V. 81. - № 3. - P.1442-1445.

152. A luminescence study of Cu2ZnSnSe4/Mo/glass films and solar cells with near stoichiometric copper content / M. V. Yakushev, M. A. Sulimov, J. Márquez-Prieto, I. Forbes, P. R. Edwards, V. D. Zhivulko, O. M. Borodavchenko, A. V. Mudryi, J. Krustok, R. W. Martin // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2019. - V. 52. - P. 55502-55511.

153. Radiative recombination in Cu2ZnSnSe4 thin flms with Cu defciency and Zn excess / M. V. Yakushev, J. Márquez-Prieto, I. Forbes, P. R. Edwards, V. D. Zhivulko, A. V. Mudryi, J. Krustok, R. W. Martin // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2015. - V. 48. - P. 475109.

154. Radiative recombination in Cu2ZnSnSe4 monograins studied by photoluminescence spectroscopy / M. Grossberg, J. Krustok, K. Timmo, M. Altosaar // Thin Solid Films. - 2009. - V. 517. - P. 24892492.

155. Photoluminescence study and observation of unusual optical transitions in Cu2ZnSnSe4/CdS/ZnO solar cells / S. Oueslati, G. Brammertz, M. Buffiere, C. Koble, T. Oualid, M. Meuris, J. Poortmans // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2015. - V. 134. - P. 340-345.

156. Influence of the Cu Content in Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cell absorbers on order-disorder related band gap changes / M. Lang, T. Renz, N. Mathes, M. Neuwirth, T. Schnabel, H. Kalt, M. Hetterich // Applied Physics Letters. - 2016. - V. 109. - P. 142103.

157. Huang, D. Bandgap change induced by defect complexes in Cu2ZnSnS4 / D. Huang, C. Persson // Thin Solid Films. - 2013. - V. 535. - P. 265-269.

158. Reversible order-disorder related band gap changes in Cu2ZnSn(S,Se)4 via post-annealing of solar cells measured by electroreflectance / C. Krämmer, C. Huber, C. Zimmermann, M. Lang, T. Schnabel, T. Abzieher, E. Ahlswede, H. Kalt, M. Hetterich // Applied Physics Letters. - 2014. - V. 105. - P. 262104.

159. Defect physics of the CuInSe2 chalcopyrite semiconductor / S. B. Zhang, S-H Wei, A. Zunger, H. Katayama-Yoshida // Physical Review B. - 1998. - V. 57. - № 16. - P. 9642.

160. Influence of compositionally induced defects on the vibrational properties of device grade Cu2ZnSnSe4 absorbers for kesterite based solar cells / M. Dimitrievska, A. Fairbrother, E. Saucedo , A. Perez-Rodriguez, V. Izquierdo-Roca // Applied Physics Letters. - 2015. - V. 106. - P. 073903.

161. Cu2ZnSnSe4 co-evaporation with 11.6% efficiency and improved minority carrier diffusion length / Y. S. Lee, T. Gershon, O. Gunawan, T. K. Todorov, T. Gokmen, Y. Virgus, S. Guha // Advanced Energy Materials. - 2015. - V. 12. - P. 1401372.

162. Optical designs that improve the effciency of Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cells / M. T. Winkler, W. Wang, O. Gunawan, H. J. Hovel, T. K. Todorov, D. B. Mitzi // Thin Solid Films. - 2009. - V. 517. -P. 2455-2460.

163. 11.2% efficient solution processed kesterite solar cell with a low voltage deficit / S. G. Haass, M. Diethelm, M. Werner, B. Bissig, Y. E. Romanyuk, A. N. Tiwari // Advanced Energy Materials. -

2015. - V. 5. - P. 1500712.

164. Spectroscopic and electrical signatures of acceptor states in solution process Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cells / D. Tiwari, E. Skidchenko, J. W. Bowers, M. V. Yakushev, R. W. Martin, D. J. Fermin // Journal of Materials Chemistry C. - 2017. - V. 5. - P. 12720-12727.

165. Crystal structures of photovoltaic chalcogenides, an intricate puzzle to solve: the cases of CIGSe and CZTS materials / A. Lafond, L. Choubrac, C. Guillot-Deudon, P. Deniard, S. Jobic // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. - 2012. - V. 638. - P. 2571-2577.

166. Optical spectroscopy studies of Cu2ZnSnSe4 thin films / M. V. Yakushev, I. Forbes, A. V. Mudryi, M. Grossberg, J. Krustok, N. S. Beattie, M. Moynihan, A. Rockett, R. W. Martin // Thin Solid Films. - 2015. - V. 582. - P. 154-157.

167. Detection of a ZnSe secondary phase in coevaporated Cu2ZnSnSe4 thin films / A. Redinger, K. Hönes, X. Fontane, V. Izquierdo-Roca, E. Saucedo, N. Valle // Applied Physics Letters. - 2011. - V. 98. - P. 101907.

168. Yu, K. Elucidating structural disorder and the effects of Cu vacancies on the electronic properties of Cu2ZnSnS4 / K. Yu, E. A. Carter // Chemistry of Materials. - 2016. - V. 28. - № 3. - P. 864-869.

169. Order-disorder related band gap changes in Cu2ZnSn(S,Se)4: impact on solar cell performance /

C. Krämmer, C. Huber, T. Schnabel, C. Zimmermann, M. Lang, E. Ahlswede, H. Kalt, M. Hettrich // Proceedings of the IEEE 42th Photovoltaic Specialist Conference. - 2015. - P. 1-4.

170. Effect of the order-disorder transition on the optical properties of Cu2ZnSnS4 / M. Valentini, C. Malerba, F. Menchini, D. Tedeschi, A. Polimeni, M. Capizzi, A. Mittiga // Applied Physics Letters.

2016. - V. 108. - P. 211909.

171. Malerba, C. Cation disorder in Cu2ZnSnS4 thin films: effect on solar cell performances / C. Malerba, M. Valentini, A. Mittiga // Solar RRL. - 2017. - V. 1. - № 9 - P. 1700101.

172. Cd-free buffer layer materials on Cu2ZnSn(SxSe1-x)4: band alignments with ZnO, ZnS, and In2S3 /

D. A. R. Barkhouse, R. Haight, N. Sakai, H. Hiroi, H. Sugimoto, D. B. Mitzi // Applied Physics Letters. - 2012. - V. 100. - P. 193904.

173. Crovetto, A. What is the band alignment of Cu2ZnSn(S,Se)4 solar cells? / A. Crovetto, O. Hansen // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2017. - V. 169. - P. 177-194.

174. Theoretical analysis of the effect of conduction band offset of window/CIS layers on performance of CIS solar cells using device simulation / T. Minemoto, T. Matsui, H. Takakura, Y. Hamakawa, T. Negami, Y. Hashimoto, T. Uenoyama, M. Kitagawa // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2001.

- V. 67. - P. 83-88.

175. Song, T. Emitter/absorber interface of CdTe solar cells / T. Song, A. Kanevce, J. R. Sites // Journal of Applied Physics. - 2016. - V. 119. - № 23. - P. 233104.

176. Scheer, R. Activation energy of heterojunction diode currents in the limit of interface recombination / R. Scheer // Journal of Applied Physics. - 2009. - V. 105. - № 10. - P. 104505.

177. Song, T. Interface-barrier-induced J-V distortion of CIGS cells with sputtered-deposited Zn (S, O) window layers / T. Song, J. T. McGoffin, J. R. Sites // IEEE Journal of Photovoltaics. - 2014. - V.

4. - № 3. - P. 942-947.

178. Conduction-band-offset rule governing J-V distortion in CdS/CI(G)S solar cells / A. Kanevce, M. Gloeckler, A. O. Pudov, J. R. Sites // Materials Research Society Symposium Proceedings. - 2005.

- V. 865. - P. F5.32.1-F5.32.6.

179. Semiconductor band alignment from first principles: a new nonequilibrium Green's function method applied to the CZTSe/CdS interface for photovoltaics / M. Palsgaard, A. Crovetto, T. Gunst, T. Markussen, O. Hansen, K. Stokbro, M. Brandbyge // International conference on simulation of semiconductor processes and devices (SISPAD), IEEE, Nuremberg. - 2016. - P. 377-380.

180. Band alignment at the Cu2ZnSn(SxSe1-x)4/CdS interface / R. Haight, A. Barkhouse, O. Gunawan,

B. Shin, M. Copel, M. Hopstaken, D. B. Mitzi // Applied Physics Letters. - 2011. - V. 98. - P. 253502.

181. Estimation of band alignment at CdS/Cu2ZnSnS4 heterointerface by direct XPS measurements /

C. Tamin, D. Chaumont, O. Heintz, M. Adnane // Surface and Interface Analysis. - 2020. - V. 52. - P. 1-6.

182. Cliff-like conduction band offset and KCN-induced recombination barrier enhancement at the CdS/Cu2ZnSnS4 thin film solar cell heterojunction / M. Bär, B. A. Schubert, B. Marsen, R. G. Wilks,

5. Pookpanratana, M. Blum, S. Krause, T. Unold, W. Yang, L. Weinhardt, C. Heske, H. W. Schock // Applied Physics Letters. - 2011. - V. 99. - P. 222105.

183. Energy band alignment at the heterointerface between CdS and Ag-alloyed CZTS / M. Gansukh, Z. Li, M. E. Rodriguez, S. Engberg, F. Mesquita A. Martinho, S. L. Marino, E. Stamate, J. Schou, O. Hansen, S. Canulescu // Scientific Reports. - 2020. - V. 10. - P. 18388.

184. Zn-Se-Cd-S interlayer formation at the CdS/Cu2ZnSnSe4 thin-film solar cell interface / M. Bar, I. Repins, L. Weinhardt, J.-H. Alsmeier, S. Pookpanratana, M. Blum, W. Yang, C. Heske, R. G. Wilks, R. Noufi // ACS Energy Letters. - 2017. - V. 2. - P. 1632.

185. Maeda, T. First-principles study on Cd doping in Cu2ZnSnS4 and Cu2ZnSnSe4 / T. Maeda, S. Nakamura, T. Wada // Japanese Journal of Applied Physics. - 2012. - V. 51. - P. 10NC11.

186. Effect of Sn/Zn/Cu precursor stackthickness on two-step processed kesterite solar cells / S. Ranjbar, G. Brammertz, B. Vermang, A. Hadipour, M. Sylvester, A. Mule, M. Meuris, A. F. da Cunha, J. Poortmans // Thin Solid Films. - 2017. - V. 633. - P. 127.

187. Analysis of charge separation dynamics in a semiconductor junction / W. K. Metzger, R. K. Ahrenkiel, J. Dashdorj, D. J. Friedman // Physical Review B. - 2005. - V. 71. - P. 035301.

188. Photoluminescence analysis of proton irradiation effects in Cu(In,Ga)Se2 solar cells / K. Yoshida, M. Tajima, S. Kawakita, K. Sakurai, S. Niki, K. Hirose // Japanese Journal of Applied Physics. - 2008.

- V. 47. - № 2. - P. 857-861.

189. Bebb, H. B. Semiconductors and Semimetals / H. B. Bebb, E. Williams. - New York: Academic Press, 1972. - 181 p.

190. Ziegler, J. F. The Stopping and Range of Ions in Matter / J. F. Ziegler, J. P. Biersack, U. Littmark.

- New York: Pergamon, 1985. - 321 p.

191. Ziegler, J. F. SRIM - The Stopping and Range of Ions in Matter / J. F. Ziegler, J. P. Biersack, M. D. Ziegler. - Raleigh: Cadence Design Systems, 2008. - 398 p.

192. An electron microscope study of near-surface damage caused by Xe and Ne ion implantation in CuInSe2 single crystals / A. Zegadi, A. Belattar, C.A. Faunce, E. Ahmed, S. Anwar, M.V. Yakushev, M. Imanieh, M.A. Slifkin, A.E. Hill, R.D. Tomlinson // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B. - 1994. - V. 94. - P. 429.

193. Study of defects in electron irradiated CuInSe2 by positron lifetime spectroscopy / A. Polity, R. Krause-Rehberg, T. E. M. Staab, M. J. Pushka, J. Klais, H. J. Moller, B. K. Meyer // Journal of Applied Physics. - 1998. - V. 83. - P. 71.

194. 3 MeV electron irradiation-induced defects in CuInSe2 thin films / H.-S. Lee, H. Okada, A. Wakahara, T. Ohshima, H. Itoh, S. Kawakita, M. Imaizumi, S. Matsuda, A. Yoshida // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2003. - V. 64. - P. 1887-1890.

195. A photoluminescence study of CuInSe2 single crystals ion implanted with 5 keV hydrogen / M. V. Yakushev, J. Krustok, M. Grossberg, V. A. Volkov, A. V. Mudryi, R. W. Martin // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2016. - V. 49. - P. 105108.