Pojedinosti o zapisu

Tanki filmovi amorfno-nanokristalnog silicija: strukturne i optičke osobine

FULIR

Vidi informacije o repozitoriju  Pogledaj original
 
Polje Vrijednost
 
Relacija http://fulir.irb.hr/555/
 
Naslov Tanki filmovi amorfno-nanokristalnog silicija: strukturne i optičke osobine
Amorphous-nanocrystalline silicon thin films: structural and optical properties
 
Autor Juraić, Krunoslav
 
Tema Condensed Matter Physics
 
Opis Istražene su strukturne i optičke osobine tankih filmova amorfno-nanokristalnog silicija debljine 100-400 nm pripremljenih kemijskom depozicijom pojačanom radiofrekventnim izbojem u plazmi iz smjese silana i vodika. Promjenom parametara depozicije u odnosu na pripremu slojeva amorfnog silicija što uključuje povišenu snagu izboja (100-180 W/m2) i jako razrijeđenu smjesu silana sa vodikom (94-95 % udio vodika) dobiveni su slojevi a-nc-Si:H sa volumnim udjelom nanokristalne faze od potpuno amorfnog do 38 % udjela (Raman), sa raspodjelom veličine nanokristala čija se prosječna vrijednost kretala u rasponu od 2 do 9 nm i slijedila log-normalnu raspodjelu (HRTEM). Rast slojeva a-nc-Si:H određuju procesi depozicije i jetkanja tako da u početnoj fazi rasta nastaje potpuno amorfan sloj a s vremenom se kroz procese jetkanja stvaraju uređene jezgre iz kojih dalje rastu nanokristali. Tako su pripremljeni slojevi potpuno amorfni uz podlogu, a u smjeru prema površini udio i veličina nanokristala se povećava (GISAXS, GIWAXS). Sa povećanjem udjela nanokristala u amorfnoj matrici povećava se broj defekata na graničnim plohama nanokristala sa amorfnom matricom. Pokazano je da optička svojstva (koeficijent apsorpcije, širina optičkog procjepa) ovisi o volumnom udjelu i veličini nanokristala što je posljedica kvantnih efekata povezanih sa malim dimenzijama nanokristala. Kontroliranjem veličine i udjela nanokristala silicija uronjenih u amorfnu matricu, postignuta je varijacija u širini energijskog procjepa od vrijednosti karakteristične za amorfni silicij (1.7 eV) pa do 2.1 eV za uzorak sa najvećim udjelom nanokristala. Ugradnjom takvih slojeva u sunčeve ćelije postignut je plavi pomak maksimuma kvantne efikasnosti do Δλ = 20 nm u odnosu na amorfni silicij što je uz poboljšanu otpornost na degradaciju efikasnosti tijekom izlaganja svjetlu bitno za primjenu anc- Si:H u sunčevim ćelijama treće generacije.
Structural and optical properties of amorphous-nanocrystalline silicon thin films, 100-400 nm
thick, prepared by plasma-enhanced chemical-vapor deposition using silane and hydrogen
mixture were investigated. By using increased discharge power (100-180 W/m2) and highly
diluted mixture of silane and hydrogen (94-95% hydrogen), nanocrystalline silicon thin films
with crystallinity from completely amorphous up to 38% percent and wide log-normal size
distribution of nanocrystals with average size 2-9 nm were obtained. Thin film growth
appears to be governed both by deposition and plasma etching forming completely amorphous
layer in the beginning stages of deposition. During the etching process ordered centers for
nanocrystals formation are formed. In that way the samples are completely amorphous close
to substrate, and the crystallinity and size of nanocrystals are larger close to the surface.
Defects density (mainly dangling bonds that are mostly concentrated at grain boundaries)
increased with the volume contribution of nanocrystals. Optical properties (absorption
coefficient and optical band gap) are highly correlated to the size and crystallinity of
nanocrystals. That is result of quantum size effect. By varying size and volume fraction of
silicon nanocrystals incorporated in amorphous matrix it were obtained samples with
increased optical bandgap from 1.7 eV (value characteristic for a-Si:H) up to 2.1 eV for the
most crystalline sample. Those samples are incorporated in p-i-n structure of thin film solar cells. It results in the blue shift of up to 20 nm in the quantum efficiency maximum, compared
to the value characteristic for completely amorphous silicon.
 
Vrsta resursa Thesis
NonPeerReviewed
 
Format (na primjer PDF) application/pdf
 
Jezik en
croatian
 
Prava
 
Identifikator http://fulir.irb.hr/555/1/Doktorat-Krunoslav_Juraic_final.pdf
Juraić, Krunoslav (2012) Amorphous-nanocrystalline silicon thin films: structural and optical properties Doctoral thesis, University of Zagreb, Faculty of Science.