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Tese

Fabricação de células solares de GaAs contendo pontos quânticos de InAs (2019)

  • Authors:
  • Autor USP: LIMA, MARCELO DELMONDES DE - IF
  • Unidade: IF
  • Sigla do Departamento: FMT
  • Subjects: EPITAXIA POR FEIXE MOLECULAR; CÉLULAS SOLARES
  • Keywords: JUNÇÃO PN; PONTOS QUÂNTICOS; SOLAR CELLS; PB JUNCTION; QUANTUM DOTS; MOLECULAR BEAM EPITAXY (MBE)
  • Agências de fomento:
  • Language: Português
  • Abstract: Esse trabalho é o primeiro do Laboratório de Novos Materiais Semicondutores na área de células fotovoltaicas e, como tal, teve de enfrentar inicialmente vários desafios para que a pesquisa pudesse ser realizada em boas condições. Um panorama da tecnologia fotovoltaica atual foi apresentado, assim como todas as etapas da fabricação e dos testes dos dispositivos. As amostras foram crescidas pela técnica de epitaxia por feixes moleculares e processadas por litografia óptica, ataque químico molhado e metalização por feixe de elétrons. Usamos novas máscaras possuindo células solares com tamanho e contatos diferentes, e tentamos obter contatos elétricos de boa qualidade usando ligas diferentes para as camadas dopadas do tipo p e n. Após a fabricação de uma célula de GaAs de boa qualidade, usada como referência para o restante do estudo, algumas melhorias básicas foram feitas de maneira a aumentar a eficiência dela. Inicialmente, inserimos uma fina janela de AlGaAs na parte superior da estrutura para evitar a recombinação dos portadores na superfície, substituímos a camada traseira de GaAs mais dopada (BSF) por uma camada de AlGaAs para ver se isso melhorava o desempenho do dispositivo, e removemos da região óptica a fina camada superior de GaAs extremamente dopada (usada apenas para melhorar a qualidade do contato superior) para evitar que ela absorvesse parte da radiação incidente. A caracterização das células foi feita com um simulador solar e revelou que a primeira e terceira modificação melhoraram sensivelmente os dispositivos, levando a eficiência deles a 14%, maior valor obtido nesse trabalho, sendo que a segunda modificação não surtiu efeito.Finalmente, uma célula solar baseada na melhor estrutura obtida e contendo pontos quânticos de InAs na região ativa foi processada de maneira a tentar aumentar ainda mais a eficiência pela absorção da radiação incidente possuindo uma energia abaixo do gap do GaAs e que normalmente não é aproveitada. Os resultados indicaram uma redução de eficiência da ordem de 40% com a introdução dos pontos quânticos na estrutura, provavelmente relacionada com a geração de defeitos estruturais durante a formação das nanoestruturas. Algumas soluções para esse problema consistem em aumentar a dopagem dos pontos quânticos e concentrar a presença deles na parte inferior da região ativa.
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 13.05.2019
    • Acesso à fonte
    How to cite
    A citação é gerada automaticamente e pode não estar totalmente de acordo com as normas

    • ABNT

      LIMA, Marcelo Delmondes de. Fabricação de células solares de GaAs contendo pontos quânticos de InAs. 2019. Dissertação (Mestrado) – Universidade de São Paulo, São Paulo, 2019. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-13092021-123518/. Acesso em: 24 abr. 2024.

    • APA

      Lima, M. D. de. (2019). Fabricação de células solares de GaAs contendo pontos quânticos de InAs (Dissertação (Mestrado). Universidade de São Paulo, São Paulo. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-13092021-123518/

    • NLM

      Lima MD de. Fabricação de células solares de GaAs contendo pontos quânticos de InAs [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-13092021-123518/

    • Vancouver

      Lima MD de. Fabricação de células solares de GaAs contendo pontos quânticos de InAs [Internet]. 2019 ;[citado 2024 abr. 24 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-13092021-123518/

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