Influência das interfaces sobre as propriedades óticas de poços quânticos de Galnp/GaAs

Orientador: Eliermes Arraes de MenesesTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: Não informadoAbstract: Not informed.DoutoradoFísicaDoutor em Ciência

Tuning the optical properties of luminescent down shifting layers based on organic dyes to increase the efficiency and lifetime of P3HT: PCBM photovoltaic devices

Mixtures of luminescence downshifting (LDS) materials has been used to increase the efficiency of poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl):phenyl-C61-butyric acid methyl ester (P3HT:PC61BM) bulk heterojunction solar cell. This layers convert more energetic photons to lower energies that are better matched with wavelength peak of the external quantum efficiency (EQE) of a P3HT:PC61BM solar cell. Experimental studies were used to optimise the optical properties of LDS layers including the maximum of absorbance and the photoluminescence quantum yield (PLQY). To provide the significant improvements, combinations of LDS mixtures were prepared to provide the greatest absorption and PLQY. The approach is shown to simultaneously improve the photocurrent and increase the lifetime of the device by absorbing UV light. By optimising the optical properties of the LDS mixture, a relative increase of about 20% in the photocurrent density produced by the P3HT:PCBM cell could be achieved, which to our knowledge is one of the most significant reported for OPVs

Development of multidye UV filters for OPVs using luminescent materials

Luminescence down-shifting (LDS) is used in several photovoltaic technologies aiming to improve the photon conversion efficiency (PCE) of the devices through the increase of the light harvesting in the regions of the electromagnetic spectrum where the EQE of the solar cells is poor. The aim of this work was to produce films of mixtures (blends) of two luminescent materials, dispersed in a poly-methyl methacrylate (PMMA) matrix, hoping to improve their properties both as LDS layer and as UV filter when applied on the clear, external surface of P3HT:PC61BM photovoltaic devices. The best results led to an increment of 7.4% in the PCE of the devices, and a six fold enhancement in their half-life (T50%). This study indicates that multidye LDS layers with optimized optical properties can lead to an effective improvement in the performance and operational stability of OPVs

Fast and low-cost synthesis of MoS2 nanostructures on paper substrates for near-infrared photodetectors

Recent advances in the production and development of two-dimensional transition metal dichalcogenides (2D TMDs) allow applications of these materials, with a structure similar to that of graphene, in a series of devices as promising technologies for optoelectronic applications. In this work, molybdenum disulfide (MoS2) nanostructures were grown directly on paper substrates through a microwave-assisted hydrothermal synthesis. The synthesized samples were subjected to morphological, structural, and optical analysis, using techniques such as scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and Raman. The variation of synthesis parameters, as temperature and synthesis time, allowed the manipulation of these nanostructures during the growth process, with alteration of the metallic (1T) and semiconductor (2H) phases. By using this synthesis method, two-dimensional MoS2 nanostructures were directly grown on paper substrates. The MoS2 nanostructures were used as the active layer, to produce low-cost near-infrared photodetectors. The set of results indicates that the interdigital MoS2 photodetector with the best characteristics (responsivity of 290 mA/W, detectivity of 1.8 × 109 Jones and external quantum efficiency of 37%) was obtained using photoactive MoS2 nanosheets synthesized at 200◦C for 120 min.publishersversionpublishe

Éxcitons em Estruturas Semiconductoras Artificiais de (GaAs)/(AIAs)

Neste artigo estudamos a influência da direção de crescimento e do número de monocamadas nas propriedades ópticas de super-redes de (GaAs)m/(AlAs)5 com m = 3 ou 5. As direções escolhidas foram a [111]A, [311]A e a [100]. Esta últimafoi utilizada como referência. As configurações das ligações químicas do substrato de arseneto de gálio mudam de acordo com a orientação, o que implica em variações nas propriedades ópticas da heteroestrutura crescida. As super-redes foram caracterizadasatravés da técnica de Fotoluminescência em função da temperatura e da intensidade de excitação. Da análise, verificou-se que os picos principais dos espectros sãoatribuídos a transições indiretas dos éxcitons na direção [100] e [311]A para m=3 ou 5, e [111]A com m=5, assim como as transições com participações de fônons de AlAs na [100] com m=3, e de GaAs para [311]A com m=5. Na [100] com m=5 foiconstatado um aumento na energia de transição excitônica cujo aumento é verificado pela dependência com a temperatura. A superfície [111]A com m=3 apresentou um comportamento anômalo, sendo o pico de maior intensidade deslocado para regiões de menores energias em relação as demais direções

Estudo das propriedades óticas do InP crescido por CBE : O efeito da impureza isoeletrônica de arsênio

Orientador: Eliermes Arraes MenesesDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb WataghinResumo: São investigadas as propriedades elétricas e óticas na região excitônica do InP utilizando as técnicas de efeito Hall e fotoluminescência a baixas temperaturas, respectivamente. As amostras analisadas foram crescidas pela técnica de CBE (epitaxia por feixe químico), cujo sistema foi recentemente instalado no IFGW/Unicamp. Os espectros de fotoluminescência caracterizam-se pelas linhas excitônicas intensas nas amostras sem dopagem, e são bem distintos para amostras com diferentes níveis de dopagem de Silício. Uma linha de luminescência situada em 1 ,389 eV é observada nas amostras dopadas, e é atribuída à transição radiativa D0si-A0si. A energia de ligação do Si como aceitador no InP é estimada em 28 meV. Outra linha, em 1 ,401 eV, se torna bastante evidente em amostras onde houve incorporação de impurezas de Arsênio. Com base na sua posição em energia, forma de linha, e correlação com a presença de As, é sugerido que esse pico esteja relacionado à recombinação de éxcitons ligados a "traps" isoeletrônicos, gerados por impurezas de As substituindo sítios do P. A formação desse estado ligado pode estar sendo assistida pela distorção da rede causada pela dopagem com SilícioAbstract: Not informedMestradoFísicaMestre em Físic

Analysis of the polarization states of light through the experimental determination of the Stokes Parameters

Nowadays polarized light sources have various applications in optoelectronic devices, displays, stress tests on mechanical parts and even in studies of mineralogy. One of the main requirements is to determine the state of polarization (linear, circular, elliptical, or a superposition of them) of the light beam. In this work, we apply the emission ellipsometry technique to investigate the polarization states of different light sources. This technique is based on the theory of Stokes and the types of polarization are correlated to the Stokes parameters. The measurements were performed on beams of light from a polarized LASER, a polarized LASER passing through a quarter wave lag at ± 45 ° (circular polarization), a depolarized LED and the same LED with light reflected onto glass plate at various angles including the Brewster angle. The experimental setup is composed by an achromatic quarter wave plate, a linear polarizer and a photodetector. The results have presented a discrepancy of about 1% compared to the already known polarization of the light sources. Thus we have verified that the emission ellipsometry technique can be applied to determine the polarization state of light produced by sources in general.Atualmente, fontes de luz polarizada encontram diversas aplicações em dispositivos optoeletrônicos, “displays”, em testes de tensões em peças mecânicas e até em estudos de mineralogia. Uma das principais necessidades é determinar o estado de polarização (linear, circular, elíptico, ou uma sobreposição destes) do feixe luminoso. Para este fim, aplicamos neste trabalho a técnica de Elipsometria de Emissão para investigar os estados de polarização de diferentes fontes de luz. Esta técnica está baseada na teoria de Stokes e os tipos de polarização estão correlacionados aos parâmetros de Stokes. Realizamos medidas em feixes de luz proveniente de um LASER polarizado, um LASER polarizado passando por um defasador quarto de onda a ± 45° (polarização circular), um LED despolarizado e, esse mesmo LED, com sua luz refletida sobre uma placa de vidro em diversos ângulos e inclusive no ângulo de Brewster. A montagem experimental é composta de um defasador quarto de onda, um polarizador linear e um detector de luz. Os resultados obtidos apresentaram um desvio de aproximadamente 1% em relação à polarização conhecida das fontes de luz. Desta maneira, foi possível constatar que a técnica de Elipsometria de Emissão pode ser aplicada para se determinar a polarização da luz proveniente de fontes luminosas em geral

Enhancing the stability of perovskite solar cells through functionalisation of metal oxide transport layers with self-assembled monolayers

A systematic study of the application of self-assembly monolayers (SAMs) onto electron and hole transporting layers for perovskite solar cells (PSCs) stability is reported. Cs0.05FA0.83MA0.17Pb(I0.87Br0.13)3 (FMC) perovskite films were deposited onto tin oxide (SnO2) and nickel oxide (NiOx) layers that were functionalized with ethylphosphonic acid (EPA) and 4-bromobenzoic acid (BBA) SAMs. X-ray diffractometry measurements were performed on these films shortly after they were deposited. The diffractograms agree with the positions reported in the literature for the crystal structure of the FMC. The results show that the deposition of SAMs on the metal oxide layers yields positive improvements in the FMC film stability and in the device stability when using FMC as the active layer. The work shows that by adopting SAMs, the long-term stability of PSCs cells under accelerated test conditions can be enhanced, and this provides one step on the way to making this technology a commercial reality