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- Copper-Arsenic-Sulfide Thin-Films from Local Raw Materials Deposited via RF Co-Sputtering for PhotovoltaicsPublication . Centeno, Pedro; Alexandre, Miguel; Neves, Filipe; Fortunato, Elvira; Martins, Rodrigo; Águas, Hugo; Mendes, Manuel JoaoABSTRACT: he inexorable increase of energy demand and the efficiency bottleneck of monocrystalline silicon solar cell technology is promoting the research and development of alternative photovoltaic materials. Copper-arsenic-sulfide (CAS) compounds are still rather unexplored in the literature, yet they have been regarded as promising candidates for use as p-type absorber in solar cells, owing to their broad raw material availability, suitable bandgap and high absorption coefficient. Here, a comprehensive study is presented on the structural and optoelectronic properties of CAS thin-films deposited via radio-frequency magnetron co-sputtering, using a commercial Cu target together with a Cu-As-S target with material obtained from local resources, specifically from mines in the Portuguese region of the Iberian Pyrite Belt. Raman and X-ray diffraction analysis confirm that the use of two targets results in films with pronounced stoichiometry gradients, suggesting a transition from amorphous CAS compounds to crystalline djurleite (Cu31S16), with the increasing proximity to the Cu target. Resistivity values from 4.7 m ohm center dot cm to 17.4 ohm center dot cm are obtained, being the lowest resistive films, those with pronounced sub-bandgap free-carrier absorption. The bandgap values range from 2.20 to 2.65 eV, indicating promising application as wide-bandgap semiconductors in third-generation (e.g., multi-junction) photovoltaic devices.
- Estratégias fotónicas para fotovoltaico : novos avanços para além da óticaPublication . Mendes, Manuel Joao; Sanchez-Sobrado, O.; Haque, S.; Centeno, Pedro; Alexandre, Miguel; Ribeiro, Guilherme; Boane, J.; Mateus, T.; Mouquinho, Ana; Menda, U.D.; Águas, H.; Fortunato, Elvira; Martins, RodrigoRESUMO: Estruturas fotónicas com tamanhos comparáveis aos comprimentos de onda da luz solar são as soluções preferenciais para melhorar a eficiência de dispositivos fotovoltaicos através de aprisionamento de luz. As micro-estruturas fotónicas aqui desenvolvidas operam no regime de ótica de ondas, pelo que foram construídos modelos eletromagnéticos que permitiram encontrar os parâmetros ótimos para aplicação no contacto frontal de diferentes tipos de tecnologias, nomeadamente em células de filme fino baseadas em silício ou perovskite. Desta forma, foram obtidas diferentes arquiteturas fotónicas de células, demonstrando melhoras de até 50% na eficiência relativamente a células de referência planas. Os resultados mostram que as vantagens da aplicação de estruturas fotónicas não estão só limitadas a ganhos óticos de melhora da absorção, mas também possibilitam outros benefícios importantes tais como: ganhos elétricos devido à melhora dos contactos transparentes, e melhor desempenho em condições ambientais devido a um encapsulamento avançado dos dispositivos que confere até propriedades de auto-limpeza dos mesmos.
- Recursos locais para aplicações multifuncionais de captação de energia com base em tetraedritePublication . Neves, Filipe; Esperto, Luís; Figueira, Isabel; Mascarenhas, João; Correia, J.B.; Joyce, A; Guimarães, Fernanda; Salgueiro, Rute; Silva, Teresa; de Oliveira, Daniel Pipa Soares; Lopes, E.B.; Gonçalves, António Pereira; Centeno, Pedro; Mendes, M.J.; Águas, H.; Martins, Rodrigo; Gil, Luís; Almeida, PatríciaRESUMO: Este trabalho descreve as principais linhas de investigação que estão em curso no âmbito do projeto LocalEnergy (http://localenergy.lneg.pt). LocalEnergy é um projeto multidisciplinar de Investigação, Desenvolvimento e Inovação (I&D&I), envolvendo atividades no domínio da ciência dos materiais, da geologia e das energias renováveis. Essas atividades estão orientadas para a indústria e assentam numa abordagem disruptiva visando o desenvolvimento de materiais termoelétricos, através da utilização de materiais à base de tetraedrites naturais e sintéticas, e o desenvolvimento de novos absorsores para células solares de filmes finos, usando materiais à base de tetraedrites sintéticas. Considerando que Portugal é um dos países europeus com maior nível de irradiação de energia solar e que a tetraedrite é um recurso mineral local, presente na Zona Sul Portuguesa da Faixa Piritosa Ibérica, o projeto LocalEnergy representa uma oportunidade para o desenvolvimento de sistemas energéticos sustentáveis baseados na maximização e exploração de dois importantes recursos endógenos (energia solar e recursos minerais).
- LocalEnergy: Local Resources for Multifunctional Tetrahedrite-based Energy: Harvesting ApplicationsPublication . Neves, Filipe; Correia, J.B.; Esperto, Luís; Mascarenhas, João; Figueira, Isabel; de Oliveira, Daniel Pipa Soares; Salgueiro, Rute; Silva, Teresa; Santos, Beatriz; Lopes, E.B.; Gonçalves, António Pereira; Centeno, Pedro; Fortunato, Elvira; Martins, Rodrigo; Águas, Hugo; Mendes, Manuel Joao