σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace

More documents

Recommendations

Info

................................................ Θεοδωράκος Ιωάννης © (2013) Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. All rights Reserved. Απαγορεύεται η α- ντιγραφή, αποθήκευση και διανομή της παρούσας εργασίας, εξ ολοκλήρου ή τμήματος αυτής, για εμπορικό σκοπό. Επιτρέπεται η ανατύπωση, αποθήκευση και διανομή για σκοπό μη κερδοσκοπικό, εκπαιδευτικής ή ερευνητικής φύσης, υπό την προϋπόθεση να αναφέρεται η πηγή προέλευσης και να διατηρείται το παρόν μήνυμα. Ερωτήματα που αφορούν τη χρήση της εργασίας για κερδοσκοπικό σκοπό πρέπει να απευθύνονται προς το συγγραφέα. Οι απόψεις και τα συμπεράσματα που περιέχονται σ’ αυτό έγγραφο εκφράζουν το συγγραφέα και δεν πρέπει να ερμηνευτεί ότι αντιπροσωπεύουν τις επίσημες θέσεις του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. i
Περίληψη Στη παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του δομικού και οπτικού χαρακτηρισμού του υμενίου πολυκρυσταλλικού πυριτίου που χρησιμοποιείται σε micromorph ηλιακές κυψελίδες πολλαπλών επαφών, τεχνολογίας λεπτών στρωμάτων. Η εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος ‘Δράση Συνεργασία’, πρόγραμμα συγχρηματοδοτούμενο από το Ελληνικό κράτος και την Ευρωπαϊκή Ένωση στα πλαίσια του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) 2007 - 2013. Η ενεργή περιοχή μίας micromorph ηλιακής κυψελίδας αποτελείται από δύο λεπτές στρώσεις αμόρφου (200nm) και πολυκρυσταλλικού πυριτίου (800nm) σε p-i-n διάταξη. Τα υμένια αυτά εναποθέτονται πάνω σε υπόστρωμα γυαλιού επιστρωμένου με ZnO (που παίζει το ρόλο του πρόσθιου ηλεκτροδίου) με Χημική Εναπόθεση Πυριτίου από ατμούς με τη παρουσία πλάσματος (PECVD). Ο συντελεστής απόδοσης μίας micromorph ηλιακής κυψελίδας, όπως και η συνολική της συμπεριφορά, καθορίζεται από την δομή και τα επιμέρους χαρακτηριστικά των λεπτών υμενίων που την απαρτίζουν, καθώς από αυτά εξαρτώνται η κβαντική απόδοση απορρόφησης του ηλιακού φωτός, οι κινητικότητες των φωτοεπαγόμενων ηλεκτρικών φορέων μέσα στη δομή και η πιθανότητα επανασύνδεσης τους. Κρίθηκε λοιπόν αναγκαίος ο λεπτομερής χαρακτηρισμός των υ- μενίων αυτών με χρήση τεχνικών όπως SEM, XRD και φασματοσκοπίας Raman. Από τις εικόνες SEM προέκυψαν τα αδρά χαρακτηριστικά της δομής των δειγμάτων μας σε μικρομετρική κλίμακα, ενώ από τα ακτινογραφήματά τους προσδιορίστηκε το μέσο μέγεθος των νανοκρυσταλλιτών από ολόκληρο το πάχος του πολυκρυσταλλικού πυριτίου. Από τα φάσματα Raman και την ανάλυσή τους, που αποτελεί και το κύριος μέρος της εργασίας, προέκυψαν τα ποσοστά των διάφορων φάσεων που αποτελούν το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο και με το χαρακτηρισμό δειγμάτων με αυξανόμενό πάχος πολυκρυσταλλικού πυριτίου, αναδείχτηκε η ανάστροφα κωνική ανάπτυξη της δομής αυτής. Με τη χρήση ενός μοντέλου φωνονιακού περιορισμού, μπορέσαμε να υπολογίσουμε τα μεγέθη και τα σχήματα των νανοκρυσταλλιτών από τα φάσματα Raman για τα διαδοχικά πάχη της στρώσης του μcSi και να παρακολουθήσουμε έτσι, την εξάρτηση που αυτά παρουσιάζουν με την αύξηση του πάχους. Στην κατεύθυνση βελτίωσης της απόδοσης της δομής, προχωρήσαμε στη παρασκευή του υμενίου του πολυκρυσταλλικού πυριτίου με ανόπτηση laser αμόρφου πυριτίου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε ένα Nd:YAG laser στα μήκη κύματος των 1064nm και 266nm, σε κατάλληλη διάταξη που αναπτύξαμε για την μηχανική σάρωση μίας μεγάλης επιφάνειας του δείγματος. Στη εργασία αυτή παρουσιάζονται οι πρώτες προσπάθειες και ο χαρακτηρισμός τους, καθώς και η χαρτογράφηση των ακτινοβολημένων περιοχών ως προς τα ποσοστά κρυσταλλοποίησης τα οποία προσδιορίστηκαν με φασματοσκοπία Raman. Λέξεις Κλειδιά: Micromorph, πολυκρυσταλλικό πυρίτιο, άμορφό πυρίτιο, Ανόπτηση laser, SEM, XRD, Raman, Μοντέλο Φωνονιακού Περιορισμού (PCM), συσσωματώματα νανοκρυσταλλιτών, επαγόμενη θέρμανση, ποσοστά φάσεων, μέγεθος και σχήμα νανοκρυσταλλιτών, χαρτογράφηση, μέθοδος Kriging, διαγράμματα μεταβλητότητας. ii
Page 1: ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟ
Page 6 and 7: Abstract In this master thesis are
Page 8 and 9: 4.1.2. Δείγματα με αυξ
Page 10 and 11: μοποιούν απευθείας
Page 12 and 13: νουσες οπές στην ΖΣ
Page 14 and 15: σχετίζεται με το πο
Page 16 and 17: 1.4. Το περίγραμμα τη
Page 18 and 19: Παρόλο που οι δύο ε
Page 20 and 21: ηλεκτρονική μεταφο
Page 22 and 23: σικό ρόλος που παίζ
Page 24 and 25: των 800nm της στρώσης
Page 26 and 27: εναπόθεσης καθώς κ
Page 28 and 29: φορά τους στην επιφ
Page 30 and 31: φαρμογές φωτοβολτα
Page 32 and 33: Οι θερμοκρασιακές
Page 34 and 35: ρουμε τις βασικές π
Page 36 and 37: H πυκνότητα ενέργει
Page 38 and 39: Κεφάλαιο 3: Φασματο
Page 40 and 41: a a a Q sin( t) ... a sin( t) ... 0
Page 42 and 43: ενέργειας του αδια
Page 44 and 45: Από την σχέση (19) πρ
Page 46 and 47: ρυφής (Full Width at Half Maxi
Page 48 and 49: Για την απλοποίηση
Page 50 and 51: Εικόνα 18: (a) Σύγκρισ
Page 52 and 53: Στην ολοκληρωμένη
Page 54 and 55:
4.1.2. Δείγματα με αυξ
Page 56 and 57:
Το γεγονός αυτό έστ
Page 58 and 59:
Εικόνα 22: Εικόνες SEM
Page 60 and 61:
τις εντάσεις στις ο
Page 62 and 63:
Παρατηρούμε ότι οι
Page 64 and 65:
να αναλύσουμε με με
Page 66 and 67:
προκύπτει ένας μέσ
Page 68 and 69:
4.3.1. Επιλογή βέλτισ
Page 70 and 71:
480cm -1 για το αSi και μ
Page 72 and 73:
Παρακινούμενοι λοι
Page 74 and 75:
4.3.2. Μελέτη βασικών
Page 76 and 77:
4.3.2.2. Διαδοχικά στρ
Page 78 and 79:
τερα προσεκτικοί γ
Page 80 and 81:
από το μήκος κύματο
Page 82 and 83:
Η ζώνη του ncSi με την
Page 84 and 85:
Εξάρτηση από την ισ
Page 86 and 87:
Εξάρτηση από την ισ
Page 88 and 89:
Από την μέχρι τώρα
Page 90 and 91:
Ένας σφαιρικός φακ
Page 92 and 93:
στο οποίο διαθέτου
Page 94 and 95:
κληρωμένης δομής (Ε
Page 96 and 97:
Εδώ τα φάσματα κατα
Page 98 and 99:
κρυσταλλικού πυριτ
Page 100 and 101:
φαιρέσουμε από την
Page 102 and 103:
παρατηρήσεις (Εικ. 5
Page 104 and 105:
Σε αυτή τη κατηγορί
Page 106 and 107:
Μεταξύ των δύο μηκώ
Page 108 and 109:
Στην Εικ. 54 απεικον
Page 110 and 111:
Σειρά μετρήσεων με
Page 112 and 113:
4.3.4. Πειράματα Laser α
Page 114 and 115:
N G w Z (34) j ij i i 1 Με βάσ
Page 116 and 117:
Τα ποσοστά των τριώ
Page 118 and 119:
Στη περίπτωση των 30
Page 120 and 121:
Δείγμα της 3 ης κατη
Page 122 and 123:
Ο αριθμός των παλμώ
Page 124 and 125:
οχή σε μεγαλύτερη μ
Page 126 and 127:
Εικόνα 69: Εικόνες τ
Page 128 and 129:
Η μείωση της πυκνότ
Page 130 and 131:
Για τον δομικό χαρα
Page 132 and 133:
Παράρτημα Α: Χαρακτ
Page 134 and 135:
Crystallographic parameters Crystal
Page 136 and 137:
Παράρτημα Β: Διάταξ
Page 138 and 139:
Παράρτημα Γ: Επαναλ
Page 140 and 141:
2 η Επανάληψη Εικόν
Page 142 and 143:
Παράρτημα Δ: Βασικά
Page 144 and 145:
1 ( x, y) ( zi z j) 2 N( x, y) ( i,
Page 146 and 147:
[19] S.N.R. Kazmi, A.Y. Kovalgin, A
show all

σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?