Science and technology of solar cells based on SnS, SnS2 and GeS

Abstract

Esta tese de doutorado teve como objetivo construir uma base de conhecimento sobre a ciência e tecnologia de células solares, com foco no uso de materiais novos e ecologicamente corretos. A tese está dividida em duas partes. A primeira parte desenvolveu o uso de microscopia e espectroscopia de tunelamento de varredura (STM / STS) para entender o comportamento eletrônico do monossulfeto de estanho (SnS), um material potencial para células solares. A segunda parte construiu e caracterizou uma célula solar funcional com base na combinação de dois novos candidatos, GeS e SnS2. Filmes finos desses materiais foram facilmente produzidos por deposição de fase vapor, resultando na formação de semicondutores GeS tipo p e SnS2 tipo n. Uma célula solar baseada nesses dois materiais foi caracterizada com sucesso usando curvas J-V padrão e mostrou uma resposta de fotocorrente estável. Medidas de eficiência quântica mostraram que o pico de eficiência da célula solar está exatamente onde a eficiência das células de silício padrão diminui acentuadamente. Portanto, a célula solar GeS/SnS2 pode ter uso potencial como dispositivo complementar para produzir células solares tandem de silício. O trabalho fornece uma estrutura para a rápida determinação da adequação e aplicabilidade de SnS, SnS2 e GeS para células solares e outras possíveis aplicações optoeletrônicas.