ESCUELA DE DOCTORADO

 
Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá
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DESARROLLO DE CÉLULAS SOLARES BASADAS EN HETEROESTRUCTURAS ALLNN / SILICIO DEPOSITADAS MEDIANTE SPUTTERING
Autor/aBlasco Chicano, Rodrigo
DepartamentoElectrónica
Director/aValdueza Felip, Sirona
Codirector/aNaranjo Vega, Fernando Bernabé
Fecha de defensa16/07/2020
CalificaciónSobresaliente Cum Laude
ProgramaElectrónica: Sistemas Electrónicos Avanzados. Sistemas Inteligentes (RD 99/2011)
Mención internacionalNo
ResumenHoy en día, los semiconductores III-Nitruros se están proponiendo para su aplicación en dispositivos electrónicos y optoelectrónicos debido a sus características únicas, como son su energía de gap, su alta estabilidad térmica y alta resistencia a la radiación. En ese sentido, las aleaciones de nitruro de aluminio e indio (AlInN) ofrecen un gran potencial para su uso como dispositivos fotovoltaicos dado que su energía de gap puede cubrir un amplio rango del espectro solar, yendo desde 0.7 eV (InN) hasta 6.2 eV (AlN), y además de las ya mencionadas resistencia a altas temperaturas y a la radiación. Además, a lo largo de las últimas décadas, los compuestos del grupo III-V se han desarrollado utilizando diferentes técnicas de crecimiento, como el crecimiento epitaxial por haces moleculares (MBE), la epitaxia en fase de vapor con precursores metalorgánicos (MOVPE) o la pulverización catódica. Esta tesis se centra en esta última técnica, que permite obtener dispositivos más baratos y con mayor área que otras técnicas de depósito y también permite el crecimiento en un amplio rango de temperaturas (en nuestro caso desde temperatura ambiente hasta valores por debajo de 650 ° C) y sustratos. A lo largo de esta tesis, se ha estudiado la influencia de varios parámetros de la heterounión basada en el AlInN y el silicio, como son la energía de gap del AlInN, su espesor y concentración de portadores, la recombinación en la superficie del silicio, densidad de defectos en la intercara y la calidad de oblea de Si, en sus propiedades fotoeléctricas mediante el uso del software Pc1d, con el objetivo de explorar su potencial como células solares a través del análisis y la optimización de dichos parámetros Además de ello, se ha estudiado el efecto de varios parámetros de depósito, como la temperatura de crecimiento o la potencia aplicada a los blancos de indio y aluminio, sobre las propiedades estructurales, morfológicas, eléctricas y ópticas de los compuestos AlxIn1-xN crecidos sobre sustratos de Si (111), Si (100) y zafiro; mostrando propiedades similares en ambos sustratos de silicio, independientemente de la orientación. Tras ello, se han estudiado las propiedades fotoeléctricas de los dispositivos basados en heterouniones AlxIn1-xN / Si en función de la temperatura de crecimiento y la potencia aplicada al blanco de Al. La curva I-V de los dispositivos revela la alta influencia de la temperatura de crecimiento en la eficiencia de conversión de los dispositivos.