Registration Number
0825U001469, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
20-06-2025
popup.evolution
o
Title
Structural and optical properties of binary and doped thin films based on CdTe, CdS, obtained by physical vapor deposition in vacuum.
Author
Ivanna V. Vakaliuk,
popup.head Roman V. Ilnytskyi
popup.head Lyubomyr I. Nykyruy
popup.opponent Mykhaylo M. Pop
popup.opponent Oleksii M. Slyotov
popup.review Ivan P. Yaremiy
popup.review Bogdan S. Dzundza
popup.rada
Vasyl Stefanyk Precarpathian National University
Description
Об’єкт дослідження – вплив різних технологічних параметрів осадження тонких напівпровідникових плівок і гетероструктур на їх оптичні і структурні властивості. Мета дисертаційної роботи – встановити закономірності впливу технологічних параметрів процесу фізичного осадження з парової фази у вакуумі на оптичні, структурні та фотоелектричні характеристики бінарних та легованих тонких плівок на основі CdTe, CdS та гетероструктур, які визначають їхню придатність для застосування в фотоелектричному перетворенні енергії. Методи дослідження: тонкі плівки CdTe і CdS отримували фізичним осадженням у вакуумі, товщину вимірювали профілометром Bruker Dektak XT. Оптичні характеристики визначали спектрофотометром Cary Series UV–Vis–NIR. Структуру і морфологію вивчали методом оптичної мікроскопії, СЕМ (Tescan Vega3), АСМ (CSM Instrument), хімічний склад – EDS (Quantax, Bruker Nano GmbH) і XPS (AXIS Supra). Фотоелектричні характеристики моделювали в середовищі SCAPS. Оптичні константи обчислювали методом Сванеполя. Теоретичні і практичні результати: теоретично обґрунтовано та експериментально підтверджено вплив технологічних факторів на ефективність фотоелектричної комірки. SCAPS-моделювання дозволило визначити оптимальні товщини шарів, при яких можна отримати максимальні фотоелектричні ефективності. Показано можливість утворення проміжного шару Cd₅TeS₄ за рахунок міжшарової дифузії, який покращує параметри гетероструктури. Контроль технологічних режимів осадження плівок дозволяє плавно коригувати параметри плівки чи гетероструктури за рахунок зміни як товщини (час осадження матеріалу та його кількість), так і складу такого проміжного шару (від якого суттєво залежить значення ширини забороненої зони). Наукова новизна: проаналізовано формування проміжних шарів типу Cu₂Te і Cd₅TeS₄ внаслідок взаємодифузії під час осадження у вакуумі. Встановлено, що легування CdTe індієм сприяє утворенню псевдобінарної фази CdTe-In₂Te₃, що підвищує оптичну прозорість. Проведено розрахунок оптичних констант для CdTe:In методом Сванеполя. Моделювання гетероструктури CdTe/CdS в середовищі SCAPS показало ефективність енергетичного перетворення до ~23% із врахуванням впливу проміжних шарів. Проаналізовано вплив товщини проміжного шару та його ширини забороненої зони, яку можна змінювати контролем технологічних параметрів, на фотоелектричну ефективність. Ефективність впровадження: результати мають прикладне значення для створення високоефективних тонкоплівкових сонячних елементів. Галузь використання: матеріали й технології можуть бути використані в енергетиці, електроніці та матеріалознавстві.
Registration Date
2025-05-02
popup.nrat_date
2025-05-02 / 2026-07-01
