Electronic properties of transition metal oxide layers for applications in organic solar cells

Labanti, Chiara (2018) Electronic properties of transition metal oxide layers for applications in organic solar cells. [Laurea magistrale], Università di Bologna, Corso di Studio in Fisica [LM-DM270]
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Abstract

Gli Ossidi di Metalli di Transizione, come quelli di Molibdeno e di Titanio, sono materiali molto promettenti per lo sviluppo di applicazioni per il trasporto di carica nella fabbricazione di celle solari. Questa tesi presenta un lavoro realizzato tra il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Università di Bologna e l'Istituto delle NanoScienze di Parigi della Sorbona - Paris 6 in collaborazione con la Southern Denmark University, che mira a comprendere e modificare le proprietà di tali ossidi per il miglioramento del trasporto di elettroni e lacune in film sottili. Il progetto di ricerca è stato portato a termine ricorrendo a varie tecniche di caratterizzazione strutturale, come la Microscopia a Forza Atomica (AFM), elettrica e chimica, tra cui la Microscopia Kelvin Probe (KPFM), la Spettroscopia di Fotoemissione a Raggi X e Ultravioletti (XPS/UPS) e la Microscopia a Fotoemissione di Elettroni a Raggi X (XPEEM) realizzata presso la sorgente di sincrotrone SOLEIL di Saint-Aubin (Francia). I principali risultati di questo studio includono l'identificazione dell'evoluzione della superficie con la crescita di grani per l'ossido di molibdeno su silicio, la stabilità degli ossidi di molibdeno e titanio su Ossido di Indio e Stagno (ITO) dedotta dal minor numero di aggregati visibili nelle mappe AFM, l'aumento della funzione lavoro quando i materiali sono sottoposti a cicli di riscaldamento (annealing) fino a 450°C e l'interessante comparsa di domini di policristalliti sulla superficie dell'ossido di titanio ad alta temperatura. Differenti analisi con esposizione a radiazioni hanno permesso di investigare gli effetti di luce ultravioletta e raggi X sugli ossidi e di identificare la tecnica di deposizione e le caratteristiche dei materiali più adatte per ridurre la degradazione delle proprietà elettriche causate dalla luce.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea magistrale)
Autore della tesi
Labanti, Chiara
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Indirizzo
Curriculum C: Fisica della materia
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
Transition Metal Oxide,Molybdenum Oxide,Titanium Oxide,Organic solar cells,Hole-extracting layer,Electron-extracting layer,Buffer layer,X-ray Photoemission Electron Microscopy
Data di discussione della Tesi
22 Giugno 2018
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