Pontos quânticos para células fotovoltaicas de GaAs de banda intermediária

• Processo: 24/23311-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2025
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2029
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Alain André Quivy
• Beneficiário: Lucas Andrade Teixeira de Souza
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Células solares Pontos quânticos Segregação Semicondutores
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Células Solares | Crescimento epitaxial por feixe molecular (MBE) | Epitaxia por gota | pontos quânticos | segregação | submonocamada de InAs | semicondutores

Resumo

Neste projeto, o estudante irá continuar e ampliar as pesquisas iniciadas durante o seu mestrado com bolsa da FAPESP. O objetivo principal é demonstrar a possibilidade de superar a eficiência de conversão de uma célula solar convencional de junção única, inserindo no meio da junção p-i-n algum tipo de ponto quântico que será otimizado durante o projeto. Assim, esperamos poder absorver de maneira eficiente a radiação solar cuja energia é menor que a do gap da matriz hospedeira, energia essa que é normalmente desperdiçada em um dispositivo convencional. Iniciaremos com pontos quânticos de submonocamada (SMLQDs, submonolayer quantum dots) de InAs/GaAs depositados em baixa temperatura, de maneira a reduzir a segregação dos átomos de In, visto que este fenômeno está prejudicando consideravelmente o desempenho dos SMLQDs. Outro método será usar SMLQDs de InAlAs/GaAs, uma vez que foi observado recentemente que a presença de átomos de Al consegue limitar as consequências da segregação nas camadas epitaxiais. Finalmente, usaremos pontos quânticos obtidos pela técnica de epitaxia por gota, que possibilita a obtenção de nanoestruturas de vários materiais, com controle independente da densidade e do tamanho delas, e sem a necessidade de presença de tensão elástica, como no caso do modo de crescimento de Stranski-Krastanov.