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Results on MOVPE SiGeSn deposition for the monolithic integration of III-V and IV elements in multi-junction solar cells

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Results on MOVPE SiGeSn deposition for the monolithic integration of III-V and IV elements in multi-junction solar cells

Si presenta uni studio per consentire un passo avanti verso l’integrazione monolitica di composti III-V e IV in celle solari multigiunzione. In particolare vie studiata a deposizione di SiGeSn in una camera di crescita MOVPE utilizzata anche per la deposizione dei III-V . Lo studio offre approfondimenti su diversi aspetti della crescita di MOVPE SiGeSn al fine di ottenere un migliore controllo della composizione e della morfologia del ternario.

Al fine di produrre un passo in avanti verso l’integrazione monolitica di composti III-V e IV in celle solari multigiunzione, è stata effettuata una prima valutazione della deposizione di SiGeSn in una camera di deposizione MOVPE utilizzata anche per la crescita III-V su. Lo studio offre approfondimenti su diversi aspetti della crescita di MOVPE SiGeSn al fine di ottenere un migliore controllo della composizione e della morfologia del ternario. In particolare, è dimostrato che la sorgente di gas Si2H6 è più influenzata dalla temperatura di crescita rispetto ai precursori GeH4 e SnCl4; inoltre si verifica una competizione tra Si2H6 e SnCl4 che rende difficile incorporare Si in SiGeSn, all’aumentare della pressione parziale di SnCl4. La morfologia di SiGeSn è fortemente dipendente dalla temperatura, dalll’effetod el As carry-over e dalla velocità di crescita. Viene proposto un nuovo modello di crescita per spiegare l’importanza delle lunghezze dei legami degli atomi adsorbiti nell’inibire la segregazione dello stagno quando il SiGeSn viene depositato a una temperature di crescita relativamente elevate (> 480 ° C). Al fine di indagare il comportamento fotovoltaico del SiGeSn, è stato prodotto un dispositivo funzionale GaAs/InGaP/SiGeSn/Ge a singola giunzione che è stato caratterizzato con misure di efficienza quantica esterna (EQE) e corrente-tensione. La misura di EQE e la simulazione dei dati sperimentali mostrano che il coefficiente di assorbimento del SiGeSn è maggiore di quello del Ge; questo consente di utilizzare strati di SiGeSn con uno spessore tre volte inferiore a quello necessario se si utilizzasse il Ge per produrre la stessa corrente fotovoltaica.

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