Orientador: Fernando Alvarez

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin

Resumo: O silício amorfo hidrogenado (a-Si:H), e suas ligas tem sido largamente estudado nos últimos anos em diversos laboratórios de todo o mundo por suas propriedades únicas, tendo em vista o seu uso em dispositivos de filmes finos (transistores , "vidicon" , fotosensores, ...), e na geração de...

Resumo: O silício amorfo hidrogenado (a-Si:H), e suas ligas tem sido largamente estudado nos últimos anos em diversos laboratórios de todo o mundo por suas propriedades únicas, tendo em vista o seu uso em dispositivos de filmes finos (transistores , "vidicon" , fotosensores, ...), e na geração de energia elétrica pelo aproveitamento da radiação solar (células fotovoltáicas).
Neste trabalho vamos estudar algumas propriedades físicas básicas do a-Si:H e aplica-las no desenvolvimento das células solares, cuja estrutura básica é do tipo: Vidro/ óxido condutor/ Camada dopada-p/ Camada Intrínseca/ Camada dopada-n/ Metal. Nós também relacionamos a eficiência das células solares com as condições de deposição, tais como: Voltagem de pico a pico, potência, temperatura e polarização do substrato, fluxo dos gases e pressão. Estudamos também camadas tipo "janela" onde usamos o carbeto de silício amorfo hidrogenado (a-SiCx:H) que possui um hiato eletrônico maior.
Os resultados experimentais permitiram-nos obter um conjunto de deposições para cada uma das camadas, que nos levou a fabricação de células solares com eficiência superior a 6%. Parte deste esforço permiti obter alguns resultados e interpretações importantes sobre o efeito da tensão aplicada ao substrato durante a deposição, na incorporação de impurezas

Abstract: In the last ten year's considerable effort have been devoted to the study of hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H). Its unique properties, such as deposition easiness, relative high absorption coefficient and photoconductivity made this semiconductor a good one for technological use as...

Abstract: In the last ten year's considerable effort have been devoted to the study of hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H). Its unique properties, such as deposition easiness, relative high absorption coefficient and photoconductivity made this semiconductor a good one for technological use as well as a prototype of a new kind of material for electronics applications. Some examples of technological applications are photosensors, thin film transistors, "vidicon" cameras, eletrophotographic and, up to day the more Important application, as solar energy conversion devices(solar cells).
In this work some of the more important basic properties of a-SI:H are studied, namely transport properties in relation with macroscopics fabrication parameters. The experimental results were used in the fabrication of junctions, such us Boron doped a-Si:H/ intrinsic a-Si:H/ Phosphorous doped a-Si:H onto Indium-tin-oxide coated glasses.
Also considerable effort was dedicated to the development of amorphous silicon carbide(non-stoichiometric) materials. A material with 2.0 eV band gap was used as the contact of the above mentioned junctions. Grater efficiency is obtained due to the better transmission characteristics of the wide band gap silicon carbide "window" layer.
Complementary studies of the bias Influence on the doping efficiency of the a-Si:H and a-silicon carbide were also performed allowing us to suggest a phenomenological explanation of the microscopics reasons of such behavior.
Finally, solar cells with efficiencies over 6.0% of energy conversion were obtained, confirming the good quality of the development material