5. Faktorer som påvirker sysselsetting blant personer med nedsatt funksjonsevne
5.2 Insider eller outsider?
A tabela V.2 apresenta os valores de espessura dos filmes finos formados, além dos band gap e das concentrações de hidrogênio auferidos para todas as amostras crescidas.
Tabela V.2 Resultados da espessura, taxa de deposição, band gap e concentrações de H.
Amostra “Am” Pressão de trabalho (mbar) Tempo de deposição (minutos) Temperatura de deposição (⁰C) Potência (Watts) Fluxo de Ar (%) Fluxo de H2 (%) Espessura (nm) deposição Taxa de (nm/min) Band gap Concentrações de H (%)
“Avaliação do fluxo de H2e da temperatura de deposição”
1 2,5E-3 5,0 138,0 200,0 83,3 16,7 224,0 44,8 1,50 0,0 2 2,5E-3 5,0 166,0 200,0 71,4 28,6 197,0 39,4 1,60 1,0 3 2,5E-3 5,0 105,0 200,0 62,5 37,5 245,0 49,0 1,90 11,7 “Avaliação do fluxo de H2” 4 2,5E-3 5,0 105,0 200,0 83,3 16,7 212,0 42,4 1,60 9,78 5 2,5E-3 5,0 105,0 200,0 71,4 28,6 187,0 37,4 1,75 13,27 6 2,5E-3 5,0 105,0 200,0 62,5 37,5 180,0 36,0 1,85 23,57
“Avaliação da Temperatura de Deposição”
7 2,5E-3 5,0 35,00 200,0 62,5 37,5 200,0 40,0 1,90 16,45
8 2,5E-3 5,0 105,0 200,0 62,5 37,5 180,0 36,0 1,85 23,57
9 2,5E-3 5,0 200,0 200,0 62,5 37,5 152,5 30,5 1,85 27,42
10 2,5E-3 5,0 300,0 200,0 62,5 37,5 185,0 37,0 1,80 12,60
11 2,5E-3 5,0 400,0 200,0 62,5 37,5 228,3 45,7 1,70 10,26
Ao se analisar os parâmetros da deposição do filme fino apresentados na tabela V.2, observa- se que, com o aumento da porcentagem de hidrogênio na atmosfera de deposição, houve um respectivo aumento da concentração de hidrogênio no filme formado. Os parâmetros adotados para a terceira amostra demonstram que esse resultado se deve à temperatura de deposição de 105⁰C e à proporção de gases de 62,5% de argônio e 37,5% de hidrogênio. Isso mostrou que, à medida que se aumenta a temperatura de deposição, pode ocorrer um relaxamento da estrutura do silício devido à maior vibração de seus átomos, o que facilita a incorporação dos átomos de hidrogênio ao material formado e melhora suas propriedades ópticas e elétricas (Cherfi et al., 2009).
Entretanto, como também houve uma variação da temperatura de deposição para a formação do filme, foram feitos outros experimentos para verificar a influência de tais parâmetros na hidrogenação do FF de silício amorfo pela fixação ora da temperatura de deposição, ora da proporção dos gases utilizados.
76 O aumento do fluxo de hidrogênio na atmosfera de deposição para as amostra 4, 5 e 6, à temperatura de deposição fixa em 105°C, levou a um respectivo aumento das concentrações de hidrogênio no filme formado.
O aumento da temperatura de deposição a partir de 35,0°C, nas cinco últimas amostras, levou a um respectivo aumento das concentrações de hidrogênio no filme formado até a temperatura de 200°C. A partir de então, para temperaturas superiores, ocorreu o decréscimo da concentração de hidrogênio no filme. Isso pode ser associado à uma diminuição do livre caminho médio com aumento da mobilidade dos átomos de Si e H. A tendência é de que a concentração se reduza a zero para temperaturas ainda maiores, o que não foi possível verificar devido às limitações do equipamento (Cherfi et al., 2009).
O band gap das amostras 7, 8 e 9 apresentam valores aproximados a 1,85 na faixa de temperatura de 35 a 200°C, a qual favorece a hidrogenação. Na temperatura de 300°C já houve uma redução do valor do band gap da amostra 9 devido à redução da incorporação de hidrogênio no filme (Pinarbasi et al., 1988; Katiyar et al., 2001; Abelson et al., 1990).
Ao se analisar os parâmetros adotados, verifica-se que o fator determinante na hidrogenação se deve à temperatura da deposição e ao fluxo de H2, o qual favorece a hidrogenação para
temperatura a partir de 35⁰C, tendo seu melhor valor de formação das ligações Si-H em torno de 200⁰C, com uma quantidade de 37,5% de gás hidrogênio. Para valores superiores a 300⁰C, observa-se o decréscimo da hidrogenação do filme fino formado com resultados baixíssimos em temperaturas mais altas. Esse decréscimo pode ser devido à diminuição do livre caminho médio e pode ocorrer a recombinação do H para o H2. Além disso, pode ocorrer também o
aumento da energia térmica dos átomos de silício e hidrogênio, os quais ganham energia suficiente para romperem a ligação e aumentar a densidade de defeitos (Cherfi et al.,2009).
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6 CONCLUSÃO
A quantidade de gás reativo presente na atmosfera de deposição do reator BAS 450 PM é um dos fatores determinantes para que ocorra a hidrogenação do silício amorfo, além de atuar, consequentemente, na melhoria das propriedades estruturais e ópticas do filme fino de a-Si:H. A temperatura de deposição foi, indubitavelmente, imprescindível para a hidrogenação do filme fino de silício amorfo. Além disso, ela atuou na melhora das propriedades estruturais e ópticas e mostrou tendências em melhorar a ligação Si-Si, podendo levar à formação de fases micro cristalinas. Além disso, ela apresentou um valor máximo, a partir da temperatura ambiente, para a máxima hidrogenação do filme formado.
O equilíbrio desses parâmetros é fundamental para se auferir FF de silício amorfos, com hidrogenação superior a 10% e band gap na faixa de 1,8 a 1,9eV.
Percebe-se a necessidade de reduzir a incorporação de óxidos na estrutura do filme, o que pode ser resolvido pela implementação do procedimento de recozimento térmico (bake). As análises efetuadas fornecem indícios de que os processos utilizados para obtenção dos filmes de a-Si:H levaram a um material promissor para aplicações fotovoltaicas.
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7 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Para a melhoria ainda mais considerável das propriedades estruturais e ópticas é preciso um controle mais refinado do fluxo de gases e da temperatura de deposição, uma vez que qualquer variação de ambos afeta a qualidade do filme.
Realizar a caracterização elétrica dos FF e a análise aprofundada das mesmas para aplicações em dispositivos fotovoltaicos.
Análise dos parâmetros na geração de defeitos no filme.
Análise aprofundada dos tipos de ligações SiH por espectroscopia de IR. Análise aprofundada das fases por espectroscopia Raman.
Análise mais criteriosa do comportamento máximo da temperatura de deposição para a máxima hidrogenação do filme.
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