Síntese eletroquímica e caracterização de filmes finos de Cd1-x ZnxTe, ZnSe e ZnTe

Resumo

Embora células solares altamente eficientes já tenham sido fabricadas usando monocristais de semicondutores, como Si, GaAs, e InP, é amplamente conhecido que o uso em grande escala de sistemas fotovoltaicos de energia só é rentável quando estes apresentam baixo custo, alta eficiência e estabilidade. Com este intuito, iniciou-se o desenvolvimento de células solares de filme finos policristalinos. O uso de filmes finos pode levar a uma menor dependência de materiais semicondutores caros, possibilidade de dispositivos fotoelétricos alternativos e aumento da taxa de conversão da luz em eletricidade. A eletrodeposição vem sendo considerada como um método alternativo para a obtenção de filmes finos de semicondutores principalmente com o desenvolvimento de métodos analíticos que permitem a determinação da composição, estrutura e morfologia em tempo real dos eletrodepósitos permitiu. A maioria dos artigos da literatura trata da eletrodeposição de semicondutores binários e alguns poucos de sistemas ternários, entretanto, há diversos sistemas ternários e binários que têm um amplo espectro de aplicação em sistemas optoeletrônicos e ainda foram poucos explorados, como o caso do composto de telureto de cádmio e zinco (Cd1-x ZnxTe), seleneto e telureto de zinco (ZnSe, ZnTe). Deste modo, o objetivo geral deste projeto é estudar o processo de eletrodeposição de filmes binários de ZnSe e ZnTe pela técncia de deposição epitaxial de multicamadas (ECALE) em condições de deposição em regime de subtensão (DRS) e codeposição simultânea dos elementos. Os filmes ternários serão obtidos em condições de deposição simultânea dos três elementos a sobrepotenciais, pela técnica potenciostática e de pulso de potencial. Os filmes obtidos serão tratados termicamente para melhorar a cristalinidade do material. Após a otimização das condições de deposição os filmes serão caracterizados quando a sua morfologia, composição, microestrutura e propriedades optoeletrônicas, com o uso de técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), força atômica (AFM), transmissão (MET), difração de raios X (DRX), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), espectroscopia fotoeletrônica de raios-X (XPS), espectroscopia de absorção de raios-x dispersivo (EXAFS) e medidas ópticas e de fotoeletroquímica. Procurar-se-á correlacionar estas propriedades ao número de camadas de cada um dos componentes dos filmes binários e a composição e espessura para o caso dos filmes ternários. Desse modo, espera-se obter á filmes semicondutores nanoestruturados com propriedades optoeletrônicas controladas, como band gap e tipo de condução (n ou p). (AU)