مهندسی مواد
دانلود پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مواد بررسی كاركرد لایه های نازك CuInSe و اهمیت اتصال به آنها مقدمه: لایه نازک در واقع لایه ای از مواد است که ضخامت آن در رنج کسری از یک نانومتر تا چند میکرومتر قرار گرفته باشد. اهمیت عمده لایه های نازک در صنایع الکترونیک، میکروالکترونیک و صنایع نوری می باشد که در سال های اخیر با پیشرفت فناوری نانو، رشد قابل ملاحظه ای را در اصلاح خواص سطحی مواد داشته است. خواص لایه های نازک وابسته به ساختار و مورفولوژی آنها طی فرایند رشد و جوانه زنی است. به طور کلی لایه به ماده یا موادی گفته می شود که به صورت پوششی بر یک سطح یا ماده می نشینند و باعث ایجاد خواص الکتریکی، فیزیکی و مکانیکی سطحی جدیدی می شود که که خصوصیات سطحی زیر لایه را ارتقاء می‌بخشد.معمولا در فیزیک حالت جامد، مواد را به صورت توده ای مورد بررسی قرار می دهند. در عموم روش های لایه نشانی، هنگامی که ماده از حالت توده ای به صورت اتم ها، ملکول ها یا یون های مجزا درآیند و روی سطح زیرلایه نشینند، پوششی ایجاد می شود که آنرا لایه می نامند. چگالش ذرات اتمی، ملکولی یا یونی برای تشکیل لایه بر روی زیرلایه توسط فرایندهای فیزیکی و شیمیایی مختلفی صورت می گیرد. معمولا اگر لایه تشکیل شده نازک باشد، خواص فیزیکی جدیدی از خود بروز می دهد که با خواص همان لایه به صورت توده ای متفاوت است که به این ترتیب می توان قابلیت های جدیدی به محصول افزود. اصولاً لایه ها و پوشش های مختلف از نقطه نظر ضخامت به سه گروه تقسیم می شوندکه عبارتند از: 1. لایه های بسیار نازک با ضخامت کمتر از 50 انگستروم 2. لایه های نازک با ضخامت بین 50 تا 5000 انگستروم 3. لایه های ضخیم با ضخامت بیش از 5000 انگستروم طبق تعریف بالا، لایه های نازک لایه هایی هستند که ضخامت آنها بین 50 تا5000 انگستروم می باشد. به بیان دیگر لایه های نازک ، لایه های با دقت اتمی طراحی شده ای از انواع مواد اعم از فلزات، عایق ها، نیمه رساناها هستند. لایه های نازک را می توان در دسته پوشش های نانو ساختار دسته بندی کرد. همچنین کاربرد عمده این لایه های نازک در اصلاح خواص سطح جامدات است. لایه های نازک و بسیار نازک، از دو ویژگی مهم برخوردار هستند. اولین ویژگی، ضخامت زیرمیکرونی آن است که هر چه به اندازه نانو نزدیک تر شود، ویژگی های متفاوت‌تری را برای لایه به وجود می آورد. دومین ویژگی آن است که لایه ها می توانند سطوح فوق العاده بزرگی نسبت به ضخامت داشته باشند. این دو ویژگی باعث پدید آمدن خواص متفاوت‌تر، و کاربردی می شوند که در قسمت خواص لایه های نازک به آن پرداخته خواهد شد[1-3]. کلمات کلیدی: لایه نازک روش های سنتز سلولهای خورشیدی لایه های نازك CuInSe اهمیت لایه های نازک در سال های اخیر، علم لایه های نازک در میان سایر علوم رشد قابل ملاحظه ای داشته و حجم وسیعی از تحقیقات را به خود اختصاص داده است. بی شک رشد چشمگیر ارتباطات، پردازش اطلاعات، ذخیره سازی، صفحه های نمایش، صنایع تزئینی، ابزارآلات نوری، مواد سخت و عایق ها نتیجه تولید لایه های نازک براساس فناوری های نوین می باشد. در ساخت لایه های نازک نیز در سال های اخیر تحولات وسیعی صورت گرفته است که خود ناشی از پیشرفت در فناوری خلاء، تولید میکروسکوپ های الکترونی و ساخت وسایل دقیق و پیچیده ی شناسایی مواد است. همچنین باز شدن مباحثی نظیر میکروالکترونیک، اپتیک و نانوتکنولوژی مدیون اهمیت پوشش های لایه نازک می باشد. از نقطه نظر تاریخی در ابتدا تکنولوژی لایه نازک در صنایع مدارهای مجتمع(شکل 2)استفاده شد. در ادامه طی 40 سال اخیر، نیاز صنایع به ابزارهای کوچکتر و سریعتر، تکنولوژی و فیزیک لایه های نازک را جهت رسیدن به این هدف بهبود بخشید فهرست مطالب بررسی كاركرد لایه های نازك CuInSe و اتصالات اهمیت به آنها 4 فصل اول:مقدمه ای بر لایه های نازک 5 مفهوم لایه های نازک 5 اهمیت لایه های نازک 7 تاریخچه لایه های نازک 9 فیزیک لایه های نازک 10 بحث و نتیجه گیری 12 فصل دوم:خواص لایه های نازک 13 1-خواص لایه نازک 14 1-1-خواص مکانیکی 14 2-1- خواص الکتریکی 15 6-1-خواص حرارتی 19 فصل سوم:روش های سنتز، آنالیز و کاربردهای لایه های نازک 20 1-روشهای سنتز لایه های نازک 20 1-1-روش های فیزیکی(Physical Method): 20 2-1-روش های شیمیایی(Chemical Method): 23 1-2-1-رسوبدهی شیمیایی بخار(CVD:Chemical Vapor Deposition) 24 شکل 5- آبکاری الکتریکی با جریان مستقیم [4]. 26 3]. 3-2-1- آبکاری الکترولس(Electroless Plating) 26 2-آنالیز لایه های نازک28 فصل چهارم:تاریخچه سلولهای خورشیدی 33 طرز كار سلول خورشیدی 39 نظریه هایی در ارتباط با سلول خورشیدی : 41 جدایی حامل های بار : 43 پیوند p-n : 45 انواع سلولهای خورشیدی : 46 سلولهای خورشیدی پلیمری / آلی 48 سلولهای خورشیدی نانوكریستال 49 فوتوولتائیك های متمركز كننده (cpv) : 49 ساختار سلولهای خورشیدی 51 سلولهای PV چند بلوری : 52 دستگاه با پیوند ناهمجنس 55 - مدار هم ارز سلول خورشیدی: 60 - بازده تبدیل انرژی 60 -ضریب پر کردن : 60 - بازده کوانتوم : 61 - اتصال به یک بار خارجی 61 - مواد جاذب نور 61 - ویژگی های یک سلول خورشیدی : 66 - محدودیتهای طبیعی بازده 66 فصل پنجم:روش ساخت سلول خورشیدی فیلم نازک CuInSe2 68 ادعاها : 69 تشکیل یک لایه فعال 71 شرح پیش زمینه ابداه 77 روش ساخت فیلمهای نازك Cu(In,Ga)(Se,S)2 با بازده بالا برای سلولهای خورشیدی 95 روش تبلور مجدد برای سلنیزه كردن فیلم نازك Cu(In,Ga)Se2 برای كار بردهای وسیله نیمه رسانا 118 پیش زمینه ابداع : 123 شرح تفصیلی : 169 منابـــــع : 189
