Published May 20, 2022 | Version v1
Publication Open

Optical Enhancement of Fluorine‐Doped Tin Oxide Thin Films using Infrared Picosecond Direct Laser Interference Patterning

Creators

  • 1. Universidad Nacional del Sur
  • 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 3. TU Dresden
  • 4. National University of Comahue
  • 5. Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology

Description

Surface texturization of Transparent Conductive Oxides (TCOs) is a well‐known strategy to enhance the light‐trapping capabilities of thin‐film solar cells and thus, to increase their power conversion efficiency. Herein, the surface modification of fluorine‐doped tin oxide (FTO) using picosecond infrared direct laser interference patterning (DLIP) is presented. The surface characterization exhibits periodic microchannels, which act as diffraction gratings yielding an increase in the average diffuse transmittance up to 870% in the spectral range of 400–1000 nm. Despite the one dimensionality of the microstructures, the films did not acquire a significant anisotropic electrical behavior, but a partial deterioration of their conductivity is observed as a result of the removal of conductive material. This work proposes the feasibility of trading off a portion of the electrical conductivity to obtain a substantial improvement in the optical performance.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يعد التنسيج السطحي للأكاسيد الموصلة الشفافة (TCOs) استراتيجية معروفة جيدًا لتعزيز قدرات احتجاز الضوء للخلايا الشمسية ذاتالأغشية الرقيقة وبالتالي زيادة كفاءة تحويل الطاقة. هنا، يتم تقديم تعديل السطح لأكسيد القصدير المشبع بالفلور (FTO) باستخدام نمط تداخل الليزر المباشر بالأشعة تحت الحمراء بيكو ثانية (DLIP). يُظهر توصيف السطح قنوات دقيقة دورية، والتي تعمل كشبكات حيود تنتج زيادة في متوسط النفاذية المنتشرة تصل إلى 870 ٪ في النطاق الطيفي الذي يتراوح بين 400–1000 نانومتر. على الرغم من البعد الواحد للبنى المجهرية، لم تكتسب الأفلام سلوكًا كهربائيًا متباين الخواص مهمًا، ولكن لوحظ تدهور جزئي في الموصلية نتيجة لإزالة المادة الموصلة. يقترح هذا العمل جدوى مقايضة جزء من الموصلية الكهربائية للحصول على تحسن كبير في الأداء البصري.

Translated Description (French)

La texturation de surface des oxydes conducteurs transparents (TCO) est une stratégie bien connue pour améliorer les capacités depiégeage de la lumière des cellules solaires à film mince et ainsi augmenter leur efficacité de conversion d'énergie. Ici, la modification de surface de l'oxyde d'étain dopé au fluor (FTO) à l'aide d'un motif d'interférence laser direct infrarouge picoseconde (DLIP) est présentée. La caractérisation de surface présente des microcanaux périodiques, qui agissent comme des réseaux de diffraction produisant une augmentation de la transmittance diffuse moyenne jusqu'à 870 % dans la plage spectrale de 400–1000 nm. Malgré la dimensionnalité unique des microstructures, les films n'ont pas acquis de comportement électrique anisotrope significatif, mais une détérioration partielle de leur conductivité est observée à la suite de l'élimination du matériau conducteur. Ce travail propose la faisabilité d'échanger une partie de la conductivité électrique pour obtenir une amélioration substantielle de la performance optique.

Translated Description (Spanish)

La texturización superficial de óxidos conductores transparentes (TCO) es una estrategia bien conocida para mejorar las capacidades de captura de luzde las células solares depelícula delgada y, por lo tanto, para aumentar su eficiencia de conversión de energía. En este documento, se presenta la modificación de la superficie del óxido de estaño dopado con flúor (FTO) utilizando un patrón de interferencia láser directa infrarroja de picosegundos (DLIP). La caracterización de la superficie exhibe microcanales periódicos, que actúan como rejillas de difracción que producen un aumento en la transmitancia difusa promedio de hasta 870% en el rango espectral de 400–1000 nm. A pesar de la unidimensionalidad de las microestructuras, las películas no adquirieron un comportamiento eléctrico anisotrópico significativo, pero se observa un deterioro parcial de su conductividad como resultado de la eliminación de material conductor. Este trabajo propone la viabilidad de intercambiar una parte de la conductividad eléctrica para obtener una mejora sustancial en el rendimiento óptico.

Files

adem.202200266.pdf

Files (15.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:eb06edfa30816bcff36c8845ccdca888
15.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التحسين البصري لأغشية رقيقة من أكسيد القصدير المخدر بالفلور باستخدام نمط تداخل الليزر المباشر بيكو ثانية بالأشعة تحت الحمراء
Translated title (French)
Amélioration optique des films minces d'oxyde d'étain dopé au fluor en utilisant un motif d'interférence laser direct picoseconde infrarouge
Translated title (Spanish)
Mejora óptica de películas delgadas de óxido de estaño dopadascon flúor utilizando patrones de interferencia láser directa de picosegundos infrarrojos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4280633729
DOI
10.1002/adem.202200266

Is supplement to
https://openalex.org/W2376057398 (Other)
https://openalex.org/W2349198845 (Other)
https://openalex.org/W2171417284 (Other)
https://openalex.org/W2094622636 (Other)
https://openalex.org/W2094269182 (Other)
https://openalex.org/W2089253337 (Other)
https://openalex.org/W2064661273 (Other)
https://openalex.org/W2059629666 (Other)
https://openalex.org/W2012867119 (Other)
https://openalex.org/W1587118561 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1483433438
  • https://openalex.org/W1990166360
  • https://openalex.org/W2002529284
  • https://openalex.org/W2005473384
  • https://openalex.org/W2016720525
  • https://openalex.org/W2018934002
  • https://openalex.org/W2020363226
  • https://openalex.org/W2029637177
  • https://openalex.org/W2032128555
  • https://openalex.org/W2034009655
  • https://openalex.org/W2041409644
  • https://openalex.org/W2049425406
  • https://openalex.org/W2056810393
  • https://openalex.org/W2062364905
  • https://openalex.org/W2063351564
  • https://openalex.org/W2081012047
  • https://openalex.org/W2082654520
  • https://openalex.org/W2084251640
  • https://openalex.org/W2089800828
  • https://openalex.org/W2092143116
  • https://openalex.org/W2127206175
  • https://openalex.org/W2142746960
  • https://openalex.org/W2165966717
  • https://openalex.org/W2234054032
  • https://openalex.org/W2285051942
  • https://openalex.org/W2329000345
  • https://openalex.org/W2436082233
  • https://openalex.org/W2442152810
  • https://openalex.org/W2553590669
  • https://openalex.org/W2560618141
  • https://openalex.org/W2565496151
  • https://openalex.org/W2571320023
  • https://openalex.org/W2618885941
  • https://openalex.org/W2748422999
  • https://openalex.org/W2791870758
  • https://openalex.org/W2793109585
  • https://openalex.org/W2793889964
  • https://openalex.org/W2951618252
  • https://openalex.org/W2980383175
  • https://openalex.org/W2995677249
  • https://openalex.org/W3022332895
  • https://openalex.org/W3090020792
  • https://openalex.org/W3108169739
  • https://openalex.org/W3108949997
  • https://openalex.org/W3215471820
  • https://openalex.org/W4200000513
  • https://openalex.org/W883257111