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Investigation of ZnO / CdS / CuInSe2 solar cells using a custom built I-DLTS system

by Peter Chen




Institution: McGill University
Department: Department of Electrical and Computer Engineering
Degree: M. Eng.
Year: 2013
Keywords: Engineering - Electronics and Electrical
Record ID: 2003529
Full text PDF: http://digitool.library.mcgill.ca/thesisfile116990.pdf


Abstract

The principles and theory behind deep level transient spectroscopy (DLTS) are examined in this thesis. Different DLTS methods and techniques are surveyed and investigated to determine the viability of making an economical DLTS system using modern data acquisition (DAQ) hardware. An isothermal current DLTS (I-DLTS) technique was chosen for its simplicity of implementation. The finalized system was then tested using ZnO/CdS/CuInSe2 solar cells fabricated in this laboratory. Characterization of these solar cells were also investigated using current-voltage and capacitance-voltage techniques to show the existence of deep levels and determine primary device parameters necessary for I-DLTS calculations. Deep levels with activation energies between 0.16 eV to 0.28 eV, and 0.35 eV to 0.38 eV were found. Cette thèse a pour but d'examiner les principes et la théorie derrière la spectroscopie des niveaux profonds (DLTS: Deep Level Transient Spectroscopy). Différentes méthodes et techniques DLTS sont étudiées pour déterminer la possibilité de concevoir un system DLTS économique en utilisant du matériel informatique moderne d'acquisition de données (DAQ: Data Acquisition). Une technique de courant isothermique DLTS (I-DLTS) a été choisie pour sa simplicité d'implémentation. Le système final a été testé en utilisant des cellules solaires ZnO/CdS/CuInSe2 fabriquées en laboratoire pendant cette étude. La caractérisation de ces cellules solaires a aussi été investigué en utilisant des techniques courant-tension et capacité-tension pour démontrer l'existence des niveaux profonds et de déterminer les paramètres primaires nécessaires au calculs d'I-DLTS. Des niveaux profonds avec activation d'énergies entre 0.16 eV à 0.28 eV ainsi qu'entre 0.35 eV et 0.38 eV ont été découverts.