Síntese, caracterização óptica e de superfície de filme fino de Nb2O5 para ETL em células solares de perovskita
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Date
Authors
Supervisor
Bortoleto, José Roberto Ribeiro 
Coadvisor
Graduate program
Undergraduate course
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Type
Postdoc report
Access right
Acesso aberto
Abstract
Este estudo investiga a deposição de filmes finos de Nb2O5 em substratos de vidro utilizando a técnica de DC-pulsado Magnetron Sputtering, com foco na influência do comprimento do pulso e da pressão de oxigênio. O sistema de pulverização catódica utilizou uma câmara de aço inoxidável com alvo metálico de Nb sob condições controladas. Duas séries de experimentos foram conduzidas, variando a duração do pulso e a pressão do oxigênio. A primeira série explorou comprimentos de pulso de 170 µs, 250 µs, 330 µs, 410 µs e 600 µs, mantendo pressões constantes de O2 e Ar em 1 mTorr e 2 mTorr, respectivamente. A segunda série manteve uma duração de pulso de 250 µs, um tempo de deposição de 30 minutos e uma pressão de argônio de 2 mTorr, variando a pressão de O2 (0,25 mTorr, 0,50 mTorr e 1,00 mTorr). A espectroscopia de emissão óptica (OES) foi empregada para analisar o plasma, revelando características distintas da fonte de alimentação DC-pulsada e radiofrequência (RF) aplicada ao alvo. A espessura do filme foi medida usando um perfilômetro Veeco Instruments, e as propriedades ópticas foram estudadas via espectroscopia infravermelha ultravioleta-visível (UV-Vis-NIR). A molhabilidade foi avaliada através de medidas de ângulo de contato enquanto a estrutura dos filmes foi verificada por difração de raios X. Os resultados demonstram que o aumento do comprimento do pulso se correlaciona com taxas de deposição mais altas, enquanto a influência da pressão de O2 nas taxas de deposição é mais complexa. A análise OES revelou linhas de emissão específicas correspondentes a Ar I e O2+ no plasma, destacando processos de ionização e dissociação. As propriedades ópticas dos filmes foram caracterizadas por espectros de transmissão e reflexão, apresentando bordas de absorção indicativas de transições de band gap. Gráficos de Tauc e o método Cisneros foram empregados para determinar intervalos de bandas ópticas, índices de refração e coeficientes de extinção. Os resultados indicam que, embora o comprimento do pulso não tenha impacto significativo nas propriedades ópticas, uma pressão mais baixa de O2 leva a um intervalo de banda menor e a um aumento no índice de refração, indicando potencialmente alteração na composição da fase e na compactação do filme. Este estudo abrangente fornece informações valiosas sobre a otimização de filmes finos de Nb2O5 para diversas aplicações, considerando propriedades estruturais e ópticas influenciadas por parâmetros de deposição DC-pulsada.
Description
Keywords
Elétrons - Transporte, Filmes finos, Deposição por laser pulsado, Electron transport, Thin films
Language
Portuguese
Citation
RAMOS, Raul. Síntese, caracterização óptica e de superfície de filme fino de Nb2O5 para ETL em células solares de perovskita. 2024. Relatório (Pós-doutorado) - Instituto de Ciência e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Sorocaba, 2024.
