Desenvolvimento das técnicas experimentais de medição da fotocondutividade, de espectroscopia de deflexão fototérmica (PDS) e de caracterização de células solares para o estudo de filmes finos semicondutores em aplicações fotovoltaicas

Abstract

Neste trabalho foram desenvolvidas várias técnicas de caracterização de filmes finos fotossensíveis e de células solares: fotocondutividade e espectroscopia de deflexão fototérmicos (PDS) em filmes finos, medição de curvas I(V) e VIM (variable ilumination method-medição de curvas I(V) de células solares com diferentes intensidades de iluminação). Estas técnicas permitem em conjunto estudar o mecanismo de transporte de carga sob iluminação nos filmes finos semicondutores, estabelecer a correlação com a estrutura electrónica que o determina e avaliar o desempenho de dispositivos incorporando esses filmes. O trabalho desenvolvido envolveu a criação de software de controlo para realizar as experiências (exceptuando a técnica PDS) e a montagem experimental dos componentes. Para além do desenvolvimento das técnicas foram também caracterizadas células solares e filmes finos semicondutores utilizando as técnicas experimentais desenvolvidas para exemplificar o funcionamento das montagens experimentais.

In this work several characterization techniques have been developed in order to study thin photosensitive films and solar cells: photoconductivity and PDS (photothermal deflection spectroscopy) for thin films, and measurement of I(V) curves and VIM (variable intensity method) for solar cells. Together, these techniques allow the study of the mechanisms of charge transport under illumination in thin film semiconductors, to establish the correlation between the transport mechanism and the electronic structure and to evaluate the performance of solar cells incorporating these layers. This work consisted in the development of the software used to perform the measurements by controlling the equipments and to assemble the components that are part of the experimental setup. In order to demonstrate the techniques some semiconductor thin films and some solar cells were studied.