Caracterización de silicio amorfo hidrogenado utilizando técnicas de red fotogenerada

Abstract

La presente tesis doctoral se enmarca dentro de un plan cuyo objetivo a largo plazo es obtener una celda solar eficiente, con tecnología de lámina delgada, que actúe como fuente renovable de energía. Dentro de este contexto, el camino seguido en esta tesis es el estudio de métodos electro-ópticos que permitan caracterizar muestras de silicio amorfo hidrogenado (a-Si:H), el cual es uno de los materiales más empleados para producir celdas solares basadas en la tecnología de película delgada.

Las técnicas a estudiarse en esta Tesis se enmarcan dentro de los denominados \\emph{métodos fotoconductivos}, pues se basan en hacer incidir luz sobre un semiconductor y utilizar los datos de la fotocorriente generada para inferir características importantes de la muestra en cuestión. Dentro de los parámetros que definen a un semiconductor, la longitud de difusión es uno de los más importantes para cuantificar su calidad en vistas a ser utilizado en dispositivos fotovoltaicos. Los procesos de recombinación, que limitan el valor de dicha longitud de difusión, están gobernados por los estados presentes en la banda prohibida del semiconductor. Es por esto que el objetivo principal de esta Tesis es estudiar técnicas ya conocidas, o idear nuevas propuestas, que permitan obtener información de parámetros como la longitud de difusión, y/o reconstruir la densidad de estados en la banda prohibida del semiconductor, a partir de mediciones de la fotocorriente.

This doctoral thesis is part of a plan whose long term goal is to obtain an efficient solar cell, produced with a thin film technology, acting as a renewable energy source. Within this context, the path followed in this Thesis is to study electro-optical methods to characterize samples of hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H), which is one of the most commonly used materials to produce solar cells based on a thin film technology.

The techniques studied in this Thesis are part of the so-called \\emph{photoconductive methods}, which are based on shining light onto a semiconductor and on using the data of the generated photocurrent to infer important features of the sample. Within the parameters that define a semiconductor, the diffusion length is one of the most important to quantify its quality in order to be used in photovoltaic devices. Recombination processes, which limit the diffusion length preventing the current carriers to be collected, are governed by states present in the bandgap of the semiconductor. That is why the main goal of this Thesis is to study techniques already known, or devise new proposals, in order to obtain information on parameters such as the diffusion length, and/or to reconstruct the density of states in the band gap of the semiconductor, based on photocurrent measurements.