Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze
Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english

CNAA / Teze / 2006 / iunie /

Elaborarea tehnologiei de obţinere şi cercetarea proprietăţilor electrice şi fotoelectrice a heterojoncţiunilor CdS/CdTe


Autor: Sergiu Vatavu
Gradul:doctor în ştiinţe fizico-matematice
Specialitatea: 01.04.10 - Fizica şi ingineria semiconductorilor
Anul:2006
Conducător ştiinţific: Petru Gaşin
doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea de Stat din Moldova
Instituţia:

Statut

Teza a fost susţinută pe 9 iunie 2006 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 28 septembrie 2006

Autoreferat

Adobe PDF document1.48 Mb / în română

Teza

CZU 621.315.592

Adobe PDF document 14.75 Mb / în română
260 pagini


Cuvinte Cheie

sulfura de cadmiu, telurură de cadmiu, straturi subţiri, heterojoncţiune, celulă solară, mecanism de transport al curentului, fotoluminescenţă, absorbţie optică, transmisie optică, reflexie, spectre diferenţiale, distribuţia spectrală a fotocurentului, tratament termic, timp de viaţă, relaxarea fotocurentului

Adnotare

In teza de doctor sunt prezentate rezultatele elaborării tehnologiei de obţinere a heterojoncţiunilor CdS/CdTe pe baza straturilor subţiri şi a studierii proprietăţilor lor electrice şi fotoelectrice. Heterojoncţiunile CdS/CdTe au fost obţinute prin metoda volumului cvasiinchis pe suporturi de sticlă acoperite cu SnO2 (2x2 cm²). A fost studiată influenţa temperaturilor evaporatorului şi a suportului asupra structurii şi proprietăţilor electrofizice ale straturilor subţiri de CdS şi CdTe. Au fost stabilite temperaturile optimale ale evaporatorului şi suportului: pentru CdS Tevapor=640°С, Tsuport=445°C, pentru CdTe Tevapor=550°C, Tsuport=445°C. Sunt prezentate studiile metalografice şi distribuţia elementelor in straturile subţiri de CdS şi CdTe. A fost stabilit că atomii de Sn şi Si sunt prezenţi in peliculele de CdS de rând cu elementele de bază (Cd şi S) datorită proceselor de difuzie. Pentru mărirea fotosensibilităţii heterojoncţiunilor CdS/CdTe, ultimele au fost supuse tratamentului termic (390-420°C) in prezenţa CdCl2 timp de 15-60 min.

Din analiza caracteristicilor curent-tensiune in intervalul de temperaturi 78-370K a fost stabilit ca mecanismul de trecere a curentului in heterojoncţiunile CdS/CdTe la polarizări directe este determinat de procesele de tunelare prin intermediul dislocaţiilor ce străbat regiunea de sarcină spaţială, concentraţia cărora atinge valoarea 2-1O(5) cm(-2). La polarizări inverse predomină procesele de tunelare prin mai multe trepte prin centre locale in regiunea de sarcină spaţială.

Cercetarea spectrelor de fotoluminescenţă, a absorbţiei optice şi a reflexiei a demonstrat că la interfaţa heterojoncţiunii in procesul de tratare in CdCl2 se formează un strat de soluţii solide CdSxTe1-x (x=0,03-0,05). Apariţia maximelor excitonice in structurile tratate demostrează imbunătăţirea structurii cristaline şi micşorarea concentraţiei defectelor la interfaţa heterojoncţiunii.

Studiul cineticii fotoconductibilităţii in stratul de CdTe a demonstrat că in rezultatul tratamentului termic, se formează un nou centru impuritar cu energia de activare 20 meV, care măreşte timpul de viaţă a purtătorilor de sarcină de neechilibru pană la 200 μs.

Heterojoncţiunile CdS/CdTe tratate in CdCl2 au o fotosensibilitate constantă la 300K in regiunea 0,52-0,83 μm, iar la micşorarea temperaturii pană la 78K, in spectrul de fotosensibilitate predomină generarea perechilor electron-gol in stratul de CdTe. La mărirea intensităţii iluminării integrale tensiunea de circuit deschis (Ucd) tinde la saturaţie, curentul de scurt-circuit (Isc) creşte liniar şi la 80 mW/cm² Ucd=0,74 V, Isc=22,3 mA/cm2, factorul de umplere este de 0,43, iar randamentul - 8,8%.

Rezultatele principale la tema tezei sunt publicate in 30 de lucrări ştiinţifice.

Teza e scrisă in limba romană şi conţine 112 pagini text, 116 figuri, 9 tabele, asigurarea bibliografică constă din 148 de denumiri.

Cuprins


CAPITOLUL l Procesele fizice in heterojoncţiunile CdS/CdTe (analiza literaturii)
  • 1.1 Tehnologia de obţinere a heterojoncţiunilor CdS/CdTe
  • 1.1.1 Tehnologia de obţinere a straturilor subţiri de CdS
  • 1.1.2 Tehnologia de obţinere a straturilor de CdTe
  • 1.2 Proprietăţile electrice, optice şi fotoelectrice ale straturilor de CdS şi CdTe
  • 1.2.1 Proprietăţile electrice şi fotoelectrice ale straturilor de CdS
  • 1.2.2 Proprietăţile electrice şi fotoelectrice ale straturilor de CdTe
  • 1.2.3 Proprietăţile optice ale straturilor de CdS
  • l .2.4 Proprietăţile optice ale straturilor de CdTe
  • 1.3 Proprietăţile electrice şi fotoelectrice ale heterojoncţiunilor CdS/CdTe
  • 1.3.1 Mecanisme de transport al curentului prin heterojoncţiunile CdS/CdTe
  • 1.3.2 Randamentul energetic şi cuantic al heterojoncţiunilor CdS/CdTe

CAPITOLUL 2 Tehnologia de obţinere a heterojoncţiunilor CdS/CdTe şi structura lor
  • 2.1 Obţinerea straturilor subţiri CdS şi CdTe şi a heterojoncţiunilor pe baza lor
  • 2.2 Structura cristalină şi compoziţională a heterojoncţiunilor CdS/CdTe şi a straturilor semiconductoare componente

CAPITOLUL 3 Mecanisme de transport al purtătorilor de sarcină prin heterojoncţiunea CdS/CdTe
  • 3.1 Mecanismul de trecere a curentului la polarizări directe
  • 3.2 Mecanismul de trecere a curentului la polarizări inverse

CAPITOLUL 4 Studiul stărilor electronice in heterojoncţiunile CdS/CdTe
  • 4.1 Absorbţia optică in straturile de CdS şi CdTe
  • 4.1.1 Absorbţia optică in straturile de CdS
  • 4.1.2 Absorbţia optică in straturile de CdTe
  • 4.1.3 Influenţa tratamentului termic in prezenţa CdCl2 asupra spectrelor de absorbţie fundamentală a straturilor componente ale heterojoncţiunilor CdS/CdTe
  • 4.2 Fotoluminescenţa straturilor componente ale heterojoncţiunii CdS/CdTe
  • 4.2.1 Fotoluminescenţa straturilor de CdS
  • 4.2.2 Fotoluminescenţa straturilor de CdTe
  • 4.3 Influenţa tratamentului termic asupra structurii spectrului radiaţiv al heterojoncţiunilor CdS/CdTe
  • 4.4 Fotoluminescenţa straturilor de CdTe in funcţie de grosimea stratului de CdTe
  • 4.5 Fotoluminescenţa straturilor de CdTe in funcţie de timpul de tratare termică
  • 4.6 Spectrele diferenţiale de absorbţie şi reflexie ale heterojoncţiunilor CdS/CdTe şi ale straturilor componente

CAPITOLUL 5 Proprietăţile fotoelectrice ale heterojoncţiunilor CdS/CdTe
  • 5.1 Caracteristicile curent-tensiune la iluminare integrală
  • 5.2 Influenţa grosimii şi compoziţiei stratului de CdTe asupra lărgimii benzii de sensibilitate spectrală a heterojoncţiunilor CdS/CdTe
  • 5.3 Distribuţia spectrală a fotosensibilităţii heterojoncţiunilor CdS/CdTe tratate termic in prezenţa CdCl2
  • 5.4 Fotocurentul in joncţiunile CdS/CdTe polarizate in câmp electric exterior
  • 5.5 Relaxarea fotocurentului in heterojoncţiunile CdS/CdTe