[pt] CÉLULAS SOLARES DE BANDA INTERMEDIÁRIA DE PONTOS QUÂNTICOS DE INAS EM INGAP - ELEONORA COMINATO WEINER (2021)
[pt] A célula solar de banda intermediária (IBSC) é um dispositivo de terceira geração alternativo à célula solar de junção única e permite atingir maior eficiência mantendo a simplicidade de ter apenas uma junção pn, garantindo baixo custo e baixa complexidade de fabricação. Nesta tese, um extenso trabalho experimental é apresentado, utilizando as técnicas de microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de transmissão, catodoluminescência e fotoluminescência, além de extenso trabalho teórico baseado em simulações realizadas com os programas nextnano e SCAPS. Através dos dados obtidos, é discutida a escolha do InGaP para a matriz da célula solar e do InAs para os pontos quânticos; a inclusão das field damping layers, que minimizam o efeito negativo do campo elétrico sobre os pontos quânticos; o desordenamento do InGaP bulk; como pontos quânticos pequenos e com cap layers de menor espessura alteram a tendência de ordenamento das camadas subsequentes de InGaP; a inclusão de uma camada de GaP para garantir a qualidade das interfaces durante o crescimento da estrutura; e a otimização dos pontos quânticos para atingir a energia ideal teórica para a banda intermediária. Cinco estruturas completas de células solares de referência e de banda intermediária baseadas nas discussões apresentadas são então propostas para crescimento futuro. Estas estruturas de IBSC devem apresentar figuras de mérito interessantes, como VOC entre 1,32 eV e 1,44 eV (1; 2), aumento entre 5 por cento e 50 por cento na ISC (3) e baixos efeitos resistivos, garantindo FF alto e eficiências superiores à das células solares de referência.