Caratterizzazione elettrica e spettroscopia superficiale di film sottili a base di silicio

Vecchi, Pierpaolo (2018) Caratterizzazione elettrica e spettroscopia superficiale di film sottili a base di silicio. [Laurea], Università di Bologna, Corso di Studio in Fisica [L-DM270]
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Abstract

Questa tesi presenta la misura di proprietà elettriche e ottiche di film sottili a base di Si, in particolare ossinitruri di silicio (a-SiOxNy) e ossidi di silicio (a-SiOx) sub-stechiometrici. Questi materiali trovano applicazione nelle celle solari ad eterogiunzione in Si con due funzioni: strato passivante e contatto elettrico. Il silicio amorfo idrogenato, sia intrinseco che drogato, utilizzato finora per buffer layer ed emettitore, presenta assorbimento parassita della luce, ma l'introduzione di carbonio, azoto e/o ossigeno amplia il bandgap del materiale e ostacola la fotogenerazione di cariche. I campioni depositati con PECVD, con tutti i flussi costanti e variando quelli di N2O e CO2, hanno proprietà ottiche ed elettriche migliori del Si amorfo. Sono state depositate due serie con silano e CO2 per a-SiOx, silano e N2O per a-SiOxNy. In altre due serie è stato aggiunto anche diborano, per ottenere silicio drogato boro. Sono state effettuate misure di corrente-tensione su campioni depositati su vetro borosilicato (per eliminare la componente spuria del substrato nella misura della resistività) e misure di surface photovoltage (SPV) su campioni depositati su c-Si drogato boro per individuare bandgap dei materiali e qualità dell’interfaccia layer-substrato. È risultato che i campioni con boro hanno conduttività maggiore dei rispettivi campioni intrinseci, ma non ad alte concentrazioni di azoto e ossigeno, che causano aumento del disordine reticolare e ostacolano l’attivazione del drogante. Il carbonio, invece, introdotto nel materiale solo per alti flussi di CO2, agisce probabilmente come drogante e promuove l’aumento della conducibilità elettrica. Le misure SPV hanno individuato il bandgap del silicio amorfo intorno a 1.8 eV. È stato inoltre possibile vedere transizioni energetiche dovute ad altre fasi presenti nel materiale. Indagando un diverso range di energia è stato possibile studiare la qualità dell’interfaccia con il substrato.

Abstract
Tipologia del documento
Tesi di laurea (Laurea)
Autore della tesi
Vecchi, Pierpaolo
Relatore della tesi
Correlatore della tesi
Scuola
Corso di studio
Ordinamento Cds
DM270
Parole chiave
silicio amorfo,celle fotovoltaiche,SPV,conduttività,SiOx,SiOxNy,SHJ,eterogiunzione
Data di discussione della Tesi
21 Settembre 2018
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