Browsing by Author "Fernandes, P.A."
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- Células solares ultrafinas de Cu (In,Ga)Se2 : passivação de interfacesPublication . Curado, M.A.; Cunha, J.M.V.; Alberto, H.V.; Vilão, R.C.; Simões, A.F.A.; Fernandes, P.A.; Teixeira, J.P.; Leitão, J.; Gil, J.M.; Salomé, P.M.P.RESUMO: A comunidade de Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) tem focado grande parte da sua investigação no estudo e melhoramento das propriedades cristalinas do CIGS.A última estratégia utilizada, que tem permitido aumentar o valor de eficiência das células solares, passa pela implementação de elementos alcalinos através de tratamentos pós-deposição (PDT). Para se atingir valores de conversão de eficiência competitivos é necessário melhorar as interfaces do CIGS. Neste estudo, focamo-nos no estudo das propriedades morfológicas, estruturais e optoelectrónicas entre o CIGS e a alumina (Al2O3), que tem o potencial de ser usada como camada passivadora frontal. Pode-se concluir que as propriedades morfológicas e estruturais não são alteradas devido à deposição do Al2O3. O Al2O3 não resiste ao banho químico usado para a deposição do CdS. O Al2O3 apresenta um valor de densidade de defeitos baixos, uma propriedade desejada destas camadas. Este estudo demonstra a potencialidade de se utilizar a Al2O3, para camadas buffer alternativas, que não usem processos químicos durante a sua deposição.
- Light trapping em células solares de filme finoPublication . Oliveira, K.; Oliveira, A.J.N.; Lopes, T.S.; Cunha, J.M.V.; Curado, M.A.; Teixeira, J.P.; Valença, B.A.; Fernandes, P.A.; Salomé, P.M.P.RESUMO: As células solares de Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) têm vindo a receber uma atenção especial por parte da comunidade científica e industrial, resultante maioritariamente das suas excelentes propriedades optoeletrónicas que permitem a esta tecnologia atingir um valor recorde de eficiência de 23.35%. No entanto, este material (CIGS) é composto por elementos escassos e dispendiosos (In e Ga). Deste modo, são necessárias estratégias para otimizar a utilização destes elementos. A diminuição da espessura da camada absorvente permite a implementação desta tecnologia em larga-escala mitigando o problema referido anteriormente. No entanto, a eficiência da absorção da luz é afetada, à medida que a espessura do material absorvente diminui. Neste trabalho, é apresentada uma arquitetura nova que recorre a nanoestruturas no contacto posterior do dispositivo, que permitem aumentar o percurso ótico na camada de CIGS, aumentando a probabilidade da luz ser absorvida na mesma.
- Metal-Oxide-Semiconductor devices for interface studies for perovskite technology [Resumo]Publication . Cunha, J.M.V.; Barreiros, M. Alexandra; Teixeira, J.P.; Curado, M.A.; Lopes, T.S.; Oliveira, K.; Oliveira, A.J.N.; Barbosa, J.R.S.; Vilanova, António; Brites, Maria João; Mascarenhas, João; Flandre, Denis; Silva, Ana G.; Fernandes, P.A.; Salomé, P.M.P.
- Optoelectronic Study of Perovskites/SnO2 based Metal-Insulator-Semiconductor Structures [Poster]Publication . Cunha, J.M.V.; Barreiros, M. Alexandra; Curado, M.A.; Lopes, T.S.; Oliveira, K.; Oliveira, A.J.N.; Vinhais, C.; Flandre, Denis; Teixeira, J.P.; Silva, Ana G.; Fernandes, P.A.; Salomé, P.M.P.
- Perovskite Metal-Oxide-Semiconductor Structures for Interface CharacterizationPublication . Cunha, J.M.V.; Barreiros, M. Alexandra; Curado, M.A.; Lopes, T.S.; Oliveira, K.; Oliveira, A.J.N.; Barbosa, J.R.S.; Vilanova, António; Brites, Maria João; Mascarenhas, João; Flandre, Denis; Silva, Ana G.; Fernandes, P.A.; Salomé, P.M.P.ABSTRACT: Perovskite solar cells (PSCs) are one of the most promising photovoltaic technologies. Amongst several challenges, developing and optimizing efficient electron transport layers that can be up-scaled still remains a massive task. Admittance measurements on metal-oxide-semiconductor (MOS) devices allow to better understand the optoelectronic properties of the interface between perovskite and the charge carrier transport layer. This work discloses a new pathway for a fundamental characterization of the oxide/semiconductor interface in PSCs. Inverted MOS structures, that is, glass/fluorine-doped tin oxide/tin oxide (SnO2)/perovskite are fabricated and characterized allowing to perform a comparative study on the optoelectronic characteristics of the interface between the perovskite and sputtered SnO2. Admittance measurements allow to assess the interface fixed oxide charges (Q(f)) and interface traps density (D-it), which are extremely relevant parameters that define interface properties of extraction layers. It is concluded that a 30 nm thick SnO2 layer without annealing presents an additional recombination mechanism compared to the other studied layers, and a 20 nm thick SnO2 layer without annealing presents the highest positive Q(f) values. Thus, an effective method is shown for the characterization of the charge carrier transport layer/perovskite interface using the analysis performed on perovskite-based inverted MOS devices.
- O poder da nanofabricação: substratos de alta performance para células solares ultrafinas de CIGSPublication . Teixeira, J.T.; Lopes, T.S.; Oliveira, K.; Curado, M.A.; Cunha, J.M.V.; Ribeiro, R.M.; Oliveira, A.J.N.; Barbosa, J.R.S.; Violas, A.; Rocha, C.; Donzel-Gargand, O.; Vinhais, C.; Gaspar, J.; Fernandes, P.A.; Salomé, P.M.P.RESUMO: O grupo de Nanofabrication for Optoelectronic Applications -NOA- inserido no International Iberian Nanotechnology Laboratory (INL) tem focado grande parte da sua investigação e operações no desenvolvimento de substratos de alta performance, baseados em diferentes esquemas de manipulação da luz para aplicação em células solares de Cu(In,Ga)Se2 (CIGS). Estes substratos baseiam-se na inserção de uma camada dielétrica de passivação entre o contacto posterior (Mo) e a camada de CIGS. Esta abordagem permite mitigar defeitos ativos na interface posterior, bem como a absorção ótica parasítica no Mo. Neste manuscrito compara-se o desempenho de duas células solares de CIGS ultrafino: uma célula solar com arquitetura convencional e uma segunda célula solar com um substrato contendo uma camada passivadora de 18 nm de SiOx, com um esquema de contactos por nano-pontos. Todos os valores das figuras de mérito da célula solar são melhorados quando é adicionado o substrato de alta performance à arquitetura da célula solar de CIGS ultrafino.
- Sub-Bandgap Sensitization of Perovskite Semiconductors via Colloidal Quantum Dots IncorporationPublication . Ribeiro, Guilherme; Ferreira, G.; Menda, U.D.; Alexandre, Miguel; Brites, Maria João; Barreiros, M. Alexandra; Jana, S.; Águas, Hugo; Martins, Rodrigo; Fernandes, P.A.; Salomé, P.M.P.; Mendes, M.J.ABSTRACT: By taking advantage of the outstanding intrinsic optoelectronic properties of perovskite-based photovoltaic materials, together with the strong near-infrared (NIR) absorption and electronic confinement in PbS quantum dots (QDs), sub-bandgap photocurrent generation is possible, opening the way for solar cell efficiencies surpassing the classical limits. The present study shows an effective methodology for the inclusion of high densities of colloidal PbS QDs in a MAPbI3 (methylammonium lead iodide) perovskite matrix as a means to enhance the spectral window of photon absorption of the perovskite host film and allow photocurrent production below its bandgap. The QDs were introduced in the perovskite matrix in different sizes and concentrations to study the formation of quantum-confined levels within the host bandgap and the potential formation of a delocalized intermediate mini-band (IB). Pronounced sub-bandgap (in NIR) absorption was optically confirmed with the introduction of QDs in the perovskite. The consequent photocurrent generation was demonstrated via photoconductivity measurements, which indicated IB establishment in the films. Despite verifying the reduced crystallinity of the MAPbI3 matrix with a higher concentration and size of the embedded QDs, the nanostructured films showed pronounced enhancement (above 10-fold) in NIR absorption and consequent photocurrent generation at photon energies below the perovskite bandgap.