Ηλεκτρολυτικη Εναποθεση Σεληνιουχου Καδμιου. Ελεγχος Ηλεκτρικων Ιδιοτητων Για Φωτοβολταϊκες Εφαρμογες

Abstract

Στην παρούσα διπλωματική εργασία μελετήθηκε η ηλεκτρολυτική εναπόθεση του σεληνιούχου καδμίου (CdSe) σε δεκαπέντε δοκίμια νικελίου (Ni), με σκοπό την κατασκευή διόδων p - n για φωτοβολταϊκές εφαρμογές. Συγκεκριμένα, πραγματοποιήθηκαν δύο επιστρώσεις σεληνιούχου καδμίου, η μία σε περιβάλλον ατμοσφαιρικού αέρα και η άλλη σε περιβάλλον αζώτου, με εξαίρεση τρία δοκίμια (Νο1, Νο2 και Νο7) όπου έγινε μία επίστρωση. Σε πρώτη φάση παρατίθενται κάποια θεωρητικά στοιχεία που αποσκοπούν στην καλύτερη κατανόηση των εννοιών που σχετίζονται το θέμα τη εργασίας. Ειδικότερα, αναλύεται η ηλεκτρική αγωγιμότητα και η εσωτερική δομή τόσο των ομογενών όσο και των ημιαγωγών προσμίξεων, καθώς και η αρχή λειτουργίας των διόδων Schottky (επαφές μετάλλου - ημιαγωγού) και p - n (επαφές ημιαγωγού τύπου p - ημιαγωγού τύπου n). Επίσης, αναφέρονται κάποιες πληροφορίες για τη φωτοβολταϊκή μετατροπή και για τα φωτοβολταϊκά στοιχεία γενικότερα, καθώς αποτελούν άμεση εφαρμογή των παραπάνω ημιαγώγιμων διατάξεων. Επιπλέον, δίνονται κάποια στοιχεία για το σεληνιούχο κάδμιο και το νικέλιο, από τα οποία αποτελούνται οι παραγόμενες δίοδοι. Τέλος, εξετάζεται η διαδικασία της ηλεκτρολυτικής εναπόθεσης καθώς και οι τρόποι χαρακτηρισμού του εναποτιθέμενου υλικού. Όσον αφορά στο πειραματικό μέρος της εργασίας, αυτό αποτελείται από την προετοιμασία των δοκιμίων, τη διαδικασία της εναπόθεσης και την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων. Η προετοιμασία του ηλεκτρολυτικού διαλύματος έγινε στο Εργαστήριο Φυσικοχημείας της Σχολής Χημικών Μηχανικών Ε.Μ.Π., ενώ η πειραματική διαδικασία διεξήχθη στο Εργαστήριο Ηλεκτροτεχνικών Υλικών του τομέα Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών της Σχολής Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Ε.Μ.Π. Μετά την ολοκλήρωσή της, ακολούθησε ηλεκτρικός χαρακτηρισμός των δοκιμίων με τοποθέτησή τους σε κλωβό Faraday (I - V χαρακτηριστική), ενώ η ανάλυση των στοιχείων της επιφάνειάς τους έγινε με φασματόμετρο περίθλασης ακτίνων - Χ (διάγραμμα XRD).