Αξιολόγηση Ημιαγώγιμων Υμενίων Σεληνιούχου Καδμίου Σε Υπόστρωμα Νικελίου Για Φωτοβολταϊκές Εφαρμογές

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία εκπονήθηκε στο εργαστήριο Ηλεκτροτεχνικών Υλικών του τομέα Συστημάτων Μετάδοσης Πληροφορίας και Τεχνολογίας Υλικών της Σχολής των Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου και στο εργαστήριο Φυσικοχημείας της Σχολής των Χημικών Μηχανικών. Σκοπός της εργασίας είναι η ηλεκτρολυτική απόθεση λεπτών υμενίων Σεληνιούχου Καδμίου, CdSe σε δοκίμια Νικελίου Νi, σε ατμοσφαιρικές συνθήκες και σε περιβάλλον αζώτου, N2 και ο χαρακτηρισμός τους με κύριο σκοπό τις φωτοβολταϊκές εφαρμογές.Αναλυτικά, για την ηλεκτρολυτική διαδικασία χρησιμοποιήθηκε ηλεκτρολυτικό λουτρό που περιείχε θειικό κάδμιο, CdSO4 και οξείδιο του σεληνίου, SeO2 με pH=2.2 , ενώ οι θερμοκρασίες παρασκευής των υμενίων ήταν 55¬οC, 60¬οC και 65¬οC. Η ηλεκτρολυτική διαδικασία συντελέστηκε υπό συνθήκες συνεχούς τάσης ίσης με -1Volt και συνολικά έγινε απόθεση σε 12 δοκίμια. Σε τέσσερα δοκίμια η ηλεκτρολυτική εναπόθεση έγινε απουσία αζώτου και στα υπόλοιπα οχτώ έγινε με συνεχή παροχή αερίου αζώτου,N2 στην επιφάνεια εναπόθεσης. Στη συνέχεια, τα δοκίμια προσαρμόστηκαν σε κατάλληλη διάταξη με σκοπό τον ηλεκτρικό χαρακτηρισμό τους. Καταγράφοντας την ένταση του ρεύματος για επιβαλλόμενη τάση από -3Volt έως 3Volt λάβαμε τις χαρακτηριστικές καμπύλες ρεύματος-τάσης I-V. Ακολούθησε η ανάλυση των στοιχείων της επιφάνειας των δοκιμίων με χρήση φασματογράφου ακτινών-Χ, XRD.Τα πέντε πρώτα κεφάλαια αποτελούν το θεωρητικό μέρος της εργασίας αυτής με σκοπό την κατανόηση των βασικών αρχών της φυσικής των ημιαγωγών με ιδιαίτερη έμφαση στις φωτοηλεκτροχημικές τους ιδιότητες και στις διεπαφές των ημιαγωγών. Στο έκτο κεφάλαιο περιγράφονται αναλυτικά η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιήθηκε και η πειραματική διαδικασία που ακολουθήθηκε. Τέλος στο έβδομο κεφάλαιο παρατίθενται τα αποτελέσματα των μετρήσεων και τα συμπεράσματα της εργασίας περί της εναπόθεσης σεληνιούχου καδμίου, CdSe σε υπόστρωμα Νικελίου, Νi.