Propriedades estruturais e ópticas de células solares InGaP/GaAs

dc.contributor.advisor1Galeti, Helder Vinicius Avanço
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3876752605313288
dc.contributor.authorCorrêa, Mozart de Ávila
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/9285655714745390
dc.date.accessioned2025-06-02T12:24:22Z
dc.date.issued2025-02-25
dc.description.abstractThe growing demand for renewable energy sources has driven the development of high-efficiency solar cells. Multijunction (or tandem) solar cells, composed of semiconductors with different bandgaps, allow for better utilization of the solar spectrum and have already demonstrated efficiencies exceeding 40%. However, further advances are still needed to optimize crystal quality and reduce optical and electronic losses in these devices. This work investigates the effect of GaAs substrate orientation and doping on optically active defects in p-(i/n)-n GaAs/In₀.₄₈Ga₀.₅₂P/GaAs solar cell heterostructures grown by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD). Photoluminescence (PL) spectroscopy revealed different emission bands, associated with excitonic transitions and free carriers in disordered regions of InGaP. In addition, spatially indirect transitions were identified in ordered domains, involving electrons in donors and photoexcited holes. Furthermore, the PL spectra were also influenced by different degrees of atomic ordering among the samples, with an increase in ordered domains observed for the misoriented substrate compared to the doped exact (100) orientation, while n-type doping resulted in reduced ordering relative to the undoped exact (100) sample. These findings contribute to a better understanding of the relationship between crystal structure and the optical properties of InGaP, supporting the optimization of high-efficiency photovoltaic devices.eng
dc.description.resumoO aumento da demanda por fontes de energia renovável tem impulsionado o desenvolvimento de células solares de alta eficiência. As células solares de multijunção (ou tandem), compostas por semicondutores com diferentes gaps de banda, permitem um melhor aproveitamento do espectro solar e já demonstram eficiências superiores a 40%. No entanto, avanços ainda são necessários para otimizar a qualidade cristalina e reduzir perdas ópticas e eletrônicas nesses dispositivos. Este trabalho investiga o efeito da orientação do substrato de GaAs e da dopagem nos defeitos ópticos ativos em heteroestruturas de células solares p-(i/n)-n GaAs/In0.48Ga0.52P/GaAs crescidas por deposição química de vapor metalorgânico (MOCVD). A espectroscopia de fotoluminescência (PL) revelou diferentes bandas de emissão, associadas a transições excitônicas e de portadores livres em regiões desordenadas de InGaP. Além disso, foram identificadas transições espacialmente indiretas em domínios ordenados, envolvendo elétrons em doadores e lacunas fotoexcitadas. Adicionalmente, os espectros de PL também foram afetados pelos diferentes graus de ordenamento atômico entre as amostras, com aumento dos domínios ordenados para a orientação inclinada do substrato em comparação com a orientação exata dopada (100), sendo que o efeito da dopagem n mostrou um ordenamento reduzido em comparação com a amostra exata (100) não dopada. Esses achados contribuem para uma melhor compreensão da relação entre estrutura cristalina e propriedades ópticas do InGaP, auxiliando na otimização de dispositivos fotovoltaicos de alta eficiência.
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamento
dc.identifier.citationCORRÊA, Mozart de Ávila. Propriedades estruturais e ópticas de células solares InGaP/GaAs. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22156.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22156
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica - PPGEE
dc.rightsAttribution 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/3.0/br/
dc.subjectInGaP
dc.subjectOrientação do substrato
dc.subjectDefeitos
dc.subjectCaracterísticas elétricas
dc.subjectFotoluminescência
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA ELETRICA::MATERIAIS ELETRICOS
dc.titlePropriedades estruturais e ópticas de células solares InGaP/GaAs
dc.title.alternativeStructural and Optical Properties of InGaP/GaAs Solar Cellseng
dc.typeDissertação

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