نام پژوهشگر: مدینه نژادزنگنه

بررسی، طراحی و ساخت لایه‎های نانومتری رسانای شفاف با ویژگی‎های مناسب برای سلول‏های خورشیدی
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه اصفهان 1390
  مدینه نژادزنگنه   مرتضی حاجی محمود زاده

گروهی از مواد به نام اکسیدهای رسانای شفاف وجود دارند که همزمان دارای خواص شفافیت بالای اپتیکی )بیشتر از 80%) در ناحیه ی مرئی و رسانایی بالا هستند. دست یابی به این خواص در یک ماده با استوکیومتری ذاتی امکان پذیر نیست چون فوتونها توسط حاملهای بارِ زیاد به میزان قابل توجهی جذب می‏شوند و این خود امکان بالا بودن شفافیت در مواد رسانا را پایین می آورد. تنها راه به دست آوردن یک رسانا با شفافیت خوب، ایجاد الکترون تبهگن در گاف نواری مواد با می باشد که بهترین روش برای رسیدن به این هدف، آلاییدن اکسیدهایی نظیر اکسید روی، اکسید ایندیوم و اکسید قلع است. این لایه ها به دلیل داشتن ویژگی های مذکور در ساخت انواع صفحه های نمایشگر تخت، به عنوان الکترود در سلول های خورشیدی و دیودهای نورافشان، گرم کننده ی شیشه اتومبیل و هواپیما، حسگرهای گازی، پوشش های آنتی استاتیک و کاربردهای دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. از میان این ترکیب ها، اکسید روی ماده ای ارزان و غیر سمی است و از طرفی سازگاری خوبی با سلول های خورشیدی سیلیکونی و دیودهای نورافشان نیتریدی دارد که همین امر باعث شده است در سال های اخیر تمایل به استفاده از آن و آلیاژهایش به عنوان رسانای شفاف بیشتر شود. از بین آلیاژهای اکسید روی، یا اکسید روی آلاییده شده با آلومینیوم به علت فراوانی و ارزانیِ آلومینیوم مورد توجه واقع شده است و در این پژوهش نیز مورد استفاده قرار گرفته است. روش های زیادی برای انباشت پوشش های azo وجود دارد مانند تبخیر فیزیکی با لیزر پالسی، کندوپاش ، سل ژل، تبخیر فیزیکی با پرتو الکترونی و غیره. خواص این پوشش ها شدیداً به پارامترهای انباشت نظیر ضخامت لایه، آهنگ انباشت، دمای بستره ، فشار جزیی گاز اکسیژن هنگام انباشت، چگونگی گرمادهی بعد از انباشت و غلظت آلاینده نیز بستگی دارد. در این پژوهش لایه های نانومتری azo با روش تبخیر فیزیکی با پرتو الکترونی انباشت شد و در ادامه تأثیر پارامترهایی نظیر حضور گاز اکسیژن حین لایه نشانی، ضخامت لایه، بازپخت در خلأ و بازپخت در هوا روی ویژگی-های الکتریکی، اپتیکی و ساختاری این لایه ها بررسی شد. در نهایت ما به لایه‏ای بهینه با مقاومت سطحی پایین، حدود 15 اهم بر مربع و شفافیت اپتیکی بالا، حدود 79 درصد در ناحیه ی مرئی دست یافتیم که حاصل انباشت لایه ی 200 نانومتری azo روی بستره‎ی شیشه‏ای با دمای 200 درجه ‏