Best suited device architectures and selective contacts for thin film van der Waals materials based on Sb2Se3 chalcogenide and SbSeI chalcohalide compounds

Abstract

Dunne-film zonnecellen zijn een veelbesproken onderwerp vanwege hun interessante toepassingen in building integrated photovoltaics (BIPV) en de mogelijkheid om hogere rendementen te bereiken met multi-junction cellen door deze te combineren met bestaande PV-technologieën. SbSeI is een opkomend dunne film materiaal met beperkt onderzoek naar apparaat architectuur en elektron/gaten selectieve contacten. Deze masterproef zal voornamelijk gericht zijn op de synthese van verschillende mogelijke apparaten configuraties door ze te vergelijken met een referentie-materiaal zoals Sb¬2Se¬3. Door materialen te gebruiken als selectief contact zoals cadmiumsulfide (CdS), titaniumdioxide (TiO2) en vanadiumpentoxide (V2O5) als elektronentransportlagen (ETL) en molybdeen (Mo), molybdeentrioxide (MoO3) en PEDOT als gatentransportlagen (HTL). Met de huidige procesparameters blijkt het absorptiemateriaal SbSeI te groeien in kolomvormige structuren. Deze kolommen kunnen groeien tot 10's micrometer in een willekeurige oriëntatie, wat resulteert in een ongelijke oppervlaktemorfologie. Wanneer alle precursor reageert in de reactie ontstaat ook een slechtere dekking van de onderliggende laag, waardoor de shuntpaden toenemen. Ten slotte lijken de structuren zeer kwetsbaar voor krachten van buitenaf. Door de centrifugale krachten van spin coating is een aantal structuren beschadigd of gebroken. Het contactpunt van de meetsonde lijkt ook een groter gebied van het oppervlak te beschadigen, wat de metingen zou kunnen beïnvloeden.