Please use this identifier to cite or link to this item: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/7528
Title: Produção de filmes de Silício por evaporação reativa assistida por Plasma.
Authors: Miranda, Diego Oliveira
metadata.dc.contributor.advisor: Branco, José Roberto Tavares
Keywords: Evaporação reativa
Espectroscopia de emissão óptica
Propriedades estruturais e ópticas
Issue Date: 2011
metadata.dc.contributor.referee: Branco, José Roberto Tavares
Cinelli, Milton José
Diniz, Antônia Sônia Alves Cardoso
Citation: MIRANDA, D. O. Produção de filmes de Silício por evaporação reativa assistida por Plasma. 2011. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2011.
Abstract: O desenvolvimento de processos para a produção de células solares de menor custo ocupa importantes atividades de grupos de pesquisa acadêmicos e industriais ao redor do planeta, em uma crescente pressão por formas de energia limpa e eficiente. Neste momento histórico, antigos processos considerados não adequados para a produção de materiais fotovoltaicos retornam a cena, com novas abordagens de uso e técnicas de análise. Neste sentido este trabalho visa o estudo da técnica de evaporação reativa assistida por Plasma, na produção de filmes de Silício amorfo hidrogenado (a-Si:H) e nanocristalino hidrogenado (nc-Si:H) utilizando o reator Balzers BAI 640.As variáveis analisadas foram a temperatura do substrato e a proporção de hidrogênio na atmosfera do reator, sendo estudadas suas influências na composição e estrutura dos filmes formados. Foram usadas nas análises as espectroscopias Raman, Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) e UV-Visível. As espessuras foram determinadas por perfilometria em degraus previamente criados. Pôde-se observar que quanto maior a porcentagem de hidrogênio na atmosfera de processo, menor a temperatura necessária para que ocorra o aparecimento da fase cristalina, indicando assim a presença do fenômeno de recozimento químico. Este resultado mostra um caminho promissor na obtenção de materiais nanocristalinos e até microcristalino com redução de custo, pelo uso de menor temperatura. Em se tratando de filmes amorfos pôde-se observar que existe um máximo de hidrogênio que pode ser incorporado ao filme sem que o mesmo sofra cristalização, sendo que este valor é reduzido com o aumento da temperatura. Portanto ao se variar a porcentagem de hidrogênio e a temperatura pôde-se criar no mesmo reator filmes que vão desde a-Si:H a nc-Si:H, resultado que se demonstra promissor na produção de células denominadas polimórficas. A influência da composição e estrutura nas propriedades ópticas mostrou a redução da densidade de estados com a maior hidrogenação e com a maior fração cristalina. Por outro lado, valores referentes ao fator de microestrutura das ligações Si-H dão indícios de que esses recobrimentos possuem grande numero de nanoporos ou vazios, fato que deve ser melhor avaliado em trabalhos futuros.
metadata.dc.description.abstracten: The development of processes for the production of solar cells ate lower cost stands beyond important activities of academic research and industrial groups around the world, under an increasing pressure for ways of clean and efficient energy. At this historic moment, older processes not considered suitable for the production of photovoltaic materials return to scene, with new approaches of use and technical analysis. In this sense this work aims the study of the technique of reactive evaporation assisted by Plasma for producing hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) and nanocrystalline hydrogenated (nc-Si: H) films using the reactor Balzers BAI 640. The variables studied were the substrate temperature and the proportion of hydrogen in the atmosphere of the reactor, as being studied their influence on the composition and structure of the formed films. Raman, Fourier Transform Infrared (FTIR) and UV-Visible spectrometers were used in the analyses. The thicknesses were determined by profilometry in levels previously created. It was observed that the higher the percentage of hydrogen in the atmosphere process, the lower the temperature required for the onset of which occurs crystalline phase, thereby indicating the presence of the phenomenon of chemical annealing. This result shows a promising way to obtain Nanocrystalline and even microcrystalline materials at reduced cost, due to the use of lower temperature. In the case of amorphous films it could be observed that there is a maximum of hydrogen that can be incorporated into the film without it suffering the same crystallization, and this amount is reduced with the increase of temperature. So by varying the percentage of hydrogen and the temperature it is possible to create in the same reactor films ranging from a-Si: H to nc-Si: H, a result that is promising in the production of cells called polymorphic. The Influence of composition and structure on the optical properties showed the reduction of the density of states with the highest hydrogenation and the largest crystalline fraction. On the other hand values referring to the microstructure factor of the Si-H bonds give evidence that these coatings have a large number of nonporous or voids, fact that should be further evaluated in future studies.
Description: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/7528
metadata.dc.rights.license: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 30/03/2017 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante.
Appears in Collections:REDEMAT - Mestrado (Dissertações)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DISSERTAÇÃO_ProduçãoFilmesSilício.pdf2,27 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.