σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace
σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace
σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Περίληψη<br />
Στη παρούσα διπλωματική εργασία παρουσιάζονται τα αποτελέσματα του δομικού<br />
<strong>και</strong> οπτικού χαρακτηρισμού του υμενίου πολυκρυσταλλικού πυριτίου που<br />
χρησιμοποιείται σε micromorph ηλιακές κυψελίδες πολλαπλών επαφών, τεχνολογίας<br />
λεπτών στρωμάτων.<br />
Η εργασία εκπονήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος ‘Δράση Συνεργασία’,<br />
πρόγραμμα συγχρηματοδοτούμενο από το Ελληνικό κράτος <strong>και</strong> την Ευρωπαϊκή<br />
Ένωση στα πλαίσια του Εθνικού Στρατηγικού Πλαισίου Αναφοράς (ΕΣΠΑ) 2007 -<br />
2013.<br />
Η ενεργή περιοχή μίας micromorph ηλιακής κυψελίδας αποτελείται από δύο<br />
λεπτές στρώσεις αμόρφου (200nm) <strong>και</strong> πολυκρυσταλλικού πυριτίου (800nm) σε<br />
p-i-n διάταξη. Τα υμένια αυτά εναποθέτονται πάνω σε υπόστρωμα γυαλιού επιστρωμένου<br />
με ZnO (που παίζει το ρόλο του πρόσθιου ηλεκτροδίου) με Χημική<br />
Εναπόθεση Πυριτίου από ατμούς με τη παρουσία πλάσματος (PECVD).<br />
Ο συντελεστής απόδοσης μίας micromorph ηλιακής κυψελίδας, όπως <strong>και</strong> η<br />
συνολική της συμπεριφορά, καθορίζεται από την δομή <strong>και</strong> τα επιμέρους χαρακτηριστικά<br />
των λεπτών υμενίων που την απαρτίζουν, καθώς από αυτά εξαρτώνται<br />
η κβαντική απόδοση απορρόφησης του ηλιακού φωτός, οι κινητικότητες των<br />
φωτοεπαγόμενων ηλεκτρικών φορέων μέσα στη δομή <strong>και</strong> η πιθανότητα επανασύνδεσης<br />
τους. Κρίθηκε λοιπόν αναγκαίος ο λεπτομερής χαρακτηρισμός των υ-<br />
μενίων αυτών με χρήση τεχνικών όπως SEM, XRD <strong>και</strong> φασματοσκοπίας Raman.<br />
Από τις εικόνες SEM προέκυψαν τα αδρά χαρακτηριστικά της δομής των δειγμάτων<br />
μας σε μικρομετρική κλίμακα, ενώ από τα ακτινογραφήματά τους προσδιορίστηκε<br />
το μέσο μέγεθος των νανοκρυσταλλιτών από ολόκληρο το πάχος του<br />
πολυκρυσταλλικού πυριτίου. Από τα φάσματα Raman <strong>και</strong> την ανάλυσή τους, που<br />
αποτελεί <strong>και</strong> το κύριος μέρος της εργασίας, προέκυψαν τα ποσοστά των διάφορων<br />
φάσεων που αποτελούν το πολυκρυσταλλικό πυρίτιο <strong>και</strong> με το χαρακτηρισμό<br />
δειγμάτων με αυξανόμενό πάχος πολυκρυσταλλικού πυριτίου, αναδείχτηκε η<br />
ανάστροφα κωνική ανάπτυξη της δομής αυτής. Με τη χρήση ενός μοντέλου φωνονιακού<br />
περιορισμού, μπορέσαμε να υπολογίσουμε τα μεγέθη <strong>και</strong> τα σχήματα<br />
των νανοκρυσταλλιτών από τα φάσματα Raman για τα διαδοχικά πάχη της<br />
στρώσης του μcSi <strong>και</strong> να παρακολουθήσουμε έτσι, την εξάρτηση που αυτά παρουσιάζουν<br />
με την αύξηση του πάχους.<br />
Στην κατεύθυνση βελτίωσης της απόδοσης της δομής, προχωρήσαμε στη παρασκευή<br />
του υμενίου του πολυκρυσταλλικού πυριτίου με ανόπτηση laser αμόρφου<br />
πυριτίου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε ένα Nd:YAG laser στα μήκη<br />
κύματος των 1064nm <strong>και</strong> 266nm, σε κατάλληλη διάταξη που αναπτύξαμε για την<br />
μηχανική σάρωση μίας μεγάλης επιφάνειας του δείγματος. Στη εργασία αυτή παρουσιάζονται<br />
οι πρώτες προσπάθειες <strong>και</strong> ο χαρακτηρισμός τους, καθώς <strong>και</strong> η<br />
χαρτογράφηση των ακτινοβολημένων περιοχών ως προς τα ποσοστά κρυσταλλοποίησης<br />
τα οποία προσδιορίστηκαν με φασματοσκοπία Raman.<br />
Λέξεις Κλειδιά: Micromorph, πολυκρυσταλλικό πυρίτιο, άμορφό πυρίτιο, Ανόπτηση<br />
laser, SEM, XRD, Raman, Μοντέλο Φωνονιακού Περιορισμού (PCM),<br />
συσσωματώματα νανοκρυσταλλιτών, επαγόμενη θέρμανση, ποσοστά φάσεων,<br />
μέγεθος <strong>και</strong> σχήμα νανοκρυσταλλιτών, χαρτογράφηση, μέθοδος Kriging, διαγράμματα<br />
μεταβλητότητας.<br />
ii
Change language