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Previous issue date: 2014-06-02 === Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) === Among the many binary semiconductors there is an increasing interest in recent decades
semiconductor obtained from thin films of chalcogenides, due to its wide application in
various fields of science and technology. In this class of II-VI semiconductors, cadmium
selenide (CdSe), zinc selenide (ZnSe), cadmium telluride (CdTe) and zinc telluride (ZnTe)
have received special attention due to its low cost and high absorption coefficient in
applications for photovoltaic and photoelectrochemical cells. During this project to obtain
multilayer codepósitos and techniques for electrodeposition of thin films of semiconductor
ZnSe and ZnTe was studied. The electrodeposition process was studied by cyclic
voltammetry analysis, which indicated that it was possible to obtain the films, which were
identified as part of the anodic peak dissolutions curves, which were associated with the
dissolution of the species of ZnSe and ZnTe. For the formation of multilayers from
voltammetric studies defined the potentials 0.0 and - 0.5 V (vs Ag/ AgCl) for the deposition of
layers of chalcogenides (Se or Te) and Zn, respectively. For the ZnSe multilayer analysis
identified two morphologies SEM/EDX a smooth and globular another. The flat was
associated with excess if amorphous, globular and the formation of ZnSe in the cubic phase,
which was determined by XRD. Since the multilayer ZnTe showed a more crystalline
structure of the ZnSe. These materials showed a large excess of chalcogenides the film and
consequently a low amount of Zn, always less than 25%. However the material had high
photoelectric activity, with a photo - current in the order of mA cm-³. A study was conducted
to improve the crystallinity and stoichiometry of the film from heat treatment and different
deposition temperatures. Certain conditions for such a condition, photovoltaic devices of the
type glass\Mo\ZnSe\CdS\ZnO\ZnO:Al Glass\Mo\CZTSe\ZnTe\ZnO\ZnO:Al and
Glass\Mo\ZnSe\ZnTe\ZnO\ZnO:A , the device formed by the junction CZTSe\ZnTe is
presented the higher conversion efficiency and higher EOC , with a mean value of 3.34 %,
and 339 mV, respectively. === Dentre os diversos semicondutores binários há um interesse crescente nas
últimas décadas em semicondutores obtidos a partir de filmes finos de calcogênios, devido a
sua vasta aplicação em vários campos da ciência e tecnologia. Nesta classe de
semicondutores II-VI, o seleneto de cádmio (CdSe), seleneto de zinco (ZnSe), telureto de
cádmio (CdTe) e telureto de zinco (ZnTe) têm recebido atenção especial devido ao seu
baixo custo e alto coeficiente de absorção em aplicações para células fotovoltaicas ou
fotoeletroquímicas. Durante esse projeto foi estudada a obtenção de multicamadas e
codepósitos por técnicas de eletrodeposição de filmes finos dos semicondutores ZnSe e
ZnTe. O processo de eletrodeposição foi estudado por análises de voltametrias cíclicas, as
quais indicaram que era possível a obtenção dos filmes, uma vez que foram identificados na
parte anódica das curvas picos de dissoluções, os quais foram associados à dissolução das
espécies de ZnSe e ZnTe. Para a formação das multicamadas a partir dos estudos
voltamétricos definiram-se os potenciais de 0,0 e – 0,5 V (vs EAg/AgCl) para a deposição das
camadas do calcogênio (Se ou Te) e do Zn, respectivamente. Para as multicamadas de
ZnSe as análises de MEV-FEG/EDX identificaram duas morfologias, uma lisa e outra
globular. A lisa foi associada ao excesso de Se amorfo, e a globular à formação de ZnSe na
fase cúbica, o que foi determinado por DRX. Já as multicamadas de ZnTe apresentaram um
estrutura mais cristalina que a do ZnSe. Estes materiais apresentaram um grande excesso
de calcogênios no filme e, consequentemente, uma baixa quantidade de Zn, sempre inferior
à 25%. Entretanto o material apresentavam uma alta atividade fotoelétrica, com uma
fotocorrente na ordem de mA cm-3. Foi realizado um estudo para melhorar a estequiometria
e a cristalinidade do filme a partir de tratamento térmico e diferentes temperaturas de
deposição. Determinadas as condições para tal condição, foram construídos dispositivos
fotovoltaicos do tipo Vidro\Mo\ZnSe\CdS\ZnO\ZnO:Al Vidro\Mo\CZTSe\ZnTe\ZnO\ZnO:Al e
Vidro\Mo\ZnSe\ZnTe\ZnO\ZnO:Al. O dispositivo formado pela junção CZTSe\ZnTe é o que
apresentou a maior eficiência de conversão e maior potencial de circuito aberto (VOC), com
um valor médio de 3,34 %, e 339 mV, respectivamente.
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