Photoresponsivity enhancement of plasma-assisted CdTe thin films for photovoltaic applications. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF Alaa Elwehishy Thesis MANUSCRIPT.pdf Restricted to Repository staff only until 26 December 2025. Download (6MB)

Arabic Abstract

تقدم تقنية الطاقة الكهروضوئية اإلجابة األكثر فعالية على تحديات نقص الطاقة والحاجة إلى مصادر طاقة أنظف. تحمل كبي ارا لتطوير أشباه الموصالت الكهروضوئية واألجهزة الكهروضوئية. من أشباه الموصالت ذات األغشية الرقيقة امالا بين مركبات اشباه الموصالت الثنائية يبرز مركب الكاميوم تيليريد كواحد من أكثر مواد الطاقة الكهروضوئية الواعدة وخاصة لالستخدام في الخاليا الشمسية ذات االغشية رقيقه. لقد حقق كفاءات تحويل ملحوظه ت زيد عن %22 ويعتبر ثاني أقل مادة تكلفة بعد السليكون في سوق الطاقة الكهروضوئية. كما أن معالجة المواد بالبالزما بعد الترسيب لألغشية الرقيقه لها تأثير كبير علي خصائصها. في عملية المعالجة بالبالزما يتم استخدام غاز مثل االكسجين او االرجون او النيتروجين او خليط منها كغاز معالج. في هذا العمل تم تحضير أغشية رقيقة من الكادميوم تيليريد عن طريق التبخير الحراري ثم تعرضت للمعالجة ببالزما األرجون لمدة ساعة بمعدل تدفق لألرجون 20 و30 و40 سم مكعب في الدقيقة عند قوى بالزما مختلفة.تم دراسة الخصائص البنيوية باستخدام تقنية حيود االشعة السينية .عالوة علي ذلك تمت دراسة الخصائص المورفولوجية باستخدام مجهر القوة الذرية. باالضافة الي ذلك تمت دراسة الخصائص البصرية من خلال الحصول علي طيف النفاذية وحساب قيم فجوة النطاق. بعد ذلك تم الحصول علي منحنيات للتيار الكهربائي مقابل الجهد الكهربي باستخدام التكوين الطولي وذلك عن طريق تغيير الجهد من 0 الي 10 فولت وحساب قيمة التيار الكهربائي المقابل. أجريت جميع القياسات في الظالم وفي وجود الضوء مقدمه من مصباح زينون بقوة 75 وات.

English Abstract

Photovoltaic (PV) technology presents the most effective answer to the challenges of energy shortages and the need for cleaner energy sources. Thin film semiconductors hold significant promise for the development of optoelectronic and photovoltaic devices. Among the II-VI binary semiconducting compounds, cadmium telluride is recognized as one of the most promising photovoltaic materials, especially for application in thin-film solar cells. It has achieved notable conversion efficiencies of over 22% and is regarded as the second-lowest-cost material after silicon in the photovoltaic market. Post-deposition plasma treatment of the films has a significant effect on their properties. In plasma etching, a gas such as O2, Ar, N2, SF6, CF4, C2H5OH, or their mixture is used as an etchant gas. In this work, CdTe thin films were prepared by thermal evaporation and subsequently subjected to Ar plasma treatment for one hour with an argon flow rate of 20, 30, and 40 sccm at different plasma powers. The structural properties were investigated using X-ray diffraction (XRD). Moreover, the morphological properties were studied using an Atomic Force Microscope (AFM). The optical properties were studied by obtaining the transmittance spectrum and calculating the band gap values. Then, the current-voltage curves were obtained using a longitudinal configuration by sweeping the voltage from 0 to 10 V and measuring the corresponding current. All measurements were conducted in the dark and with a 75 W xenon lamp illumination.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Physics
Department:	College of Engineering and Physics > Physics
Committee Advisor:	Kuhaili, Mohammad F.
Committee Members:	El-said, Ayman Sherif and Norrman, Kion
Depositing User:	ALAA ELWEHISHY (g202203360)
Date Deposited:	30 Dec 2024 08:37
Last Modified:	30 Dec 2024 08:37
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143179