Příprava a studium transparentních oxidů s řízenými vlastnostmi pro fotovoltaické aplikace

Bc. Ladislav SOUKUP

Master's thesis

Preparation and study of transparent oxide films with controlled properties for photovoltaic applications

Abstract:

Předmětem práce je příprava a studium transparentních oxidů s řízenými vlastnostmi pro fotovoltaické aplikace. Transparentní oxidy se nanášejí pomocí různých metod na substráty a tvoří tenké vrstvy. Tyto tenké vrstvy byly připraveny metodou plasmou podpořené chemické depozice (PECVD). Jako výchozí prekurzor byl použit oxid dusný (N2O) a silan (SiH4), pomocí kterých lze získat vrstvy amorfního oxidu křemičitého (a-SiO2) a amorfního hydrogenizovaného křemíkového oxonitridu (a-SiOxNy). Příslušným zředěním těchto dvou plynů lze velmi dobře regulovat mikrostrukturní a optické vlastnosti těchto tenkých vrstev. V další části práce jsou naznačeny technologie depozice tenkých vrstev a je zde blíže vysvětlena technologie PECVD. Dále jsou vysvětleny spektroskopické metody pro analýzu mikrostrukturních parametrů (Infračervená spektroskopie s Fourierovou transformací a Ramanova spektroskopie) a optických parametrů (UV/Vis spektrofotometrie a elipsometrická spektroskopie) tenkých vrstev používaných v tomto experimentu. V praktické části je popsána výroba tenkých vrstev od dodání materiálu po hotové experimentální vzorky. Jsou zde vyhodnoceny mikrostrukturní a optické parametry (propustnost, index lomu a optická šířka zakázaného pásu) z příslušných spektroskopických metod. V závěru práce jsou shrnuty všechny analyzované výsledky z praktické části a je zde uveden celkový přínos experimentu.

Abstract:

The subject of the thesis is to prepare a study of transparent oxides with controlled properties for photovoltaic applications . Transparent oxides are applied by various methods on substrates and create thin films. These thin films were prepared by plasma support chemical vapor deposition (PECVD). As a starting precursor was used nitrous oxide (N2O) and silane (SiH4), which can be obtained using a layer of amorphous silicon dioxide (a-SiO2) and amorphous hydrogenated silicon oxynitride (a-SiOxNy). Respective dilutions of these two gases can very well controll the microstructure and the optical properties of these thin films. In the next part of the thesis the technologies of thin film deposition are indicated and PECVD technology is explained in details. Further are explained the spectroscopic methods for analysis of microstructural parameters (infrared Fourier transform spectroscopy, and Raman spectroscopy) and optical properties (UV/Vis spectrophotometry and ellipsometric spectroscopy) of thin films used in this experiment. In the practical part is described the production of thin films from material delivery to finished experimental samples. The microstructural and the optical parameters (transmittance, refractive index and optical band gap) of the relevant spectroscopic methods are also evaluated. In conclusion of the thesis are summarized all analyzed results from the practical part and the overall benefit of the experimental work.

Keywords

Transparentní oxidy, solární články, tenké vrstvy, optické vlastnosti, mikrostrukturní parametry

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 6. 5. 2014

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Jan Očenášek, Ph.D.

University of West Bohemia

Faculty of Electrical Engineering

Master programme / field:
Electrical Engineering and Informatics / Electrical Power Engineering