Publicado

2018-07-01

Herramienta de software para determinar constantes ópticas en celdas solares tipo película delgada

A software tool to determine optical constants in thin film solar cell

Palabras clave:

software, constantes ópticas, películas delgadas semiconductoras, celdas solares (es)
manuscript software, optical constants, semiconductor thin films, solar cells (en)

Descargas

Autores/as

En este trabajo se desarrolló una herramienta de software que permite determinar las propiedades ópticas de materiales semiconductores, esta herramienta es de utilidad para investigadores que trabajan en la caracterización de películas delgadas semiconductoras. El software calcula las constantes ópticas: índice de refracción (n), coeficiente de absorción (α) y brecha de energía prohibida (Gap), además del espesor aproximado de la película; con el programa desarrollado se calcularon las constantes ópticas de películas delgadas de ZnS, SnS:Bi y SnS2:Bi, que son usadas como capas buffer y absorbentes en celdas solares, en este trabajo se presentan los resultados obtenidos con una película de SnS2:Bi. El software fue creado en el lenguaje de programación Python dentro de una interfaz sencilla inglés-español y para desarrollarlo se tuvo en cuenta el método propuesto por Swanepoel, el cual toma como base el espectro de transmitancia experimental del material semiconductor.
In this work, it was developed a software tool that allows determining the optical properties of semiconductor materials, this tool is useful for researchers working on the characterization of semiconductor thin films. The software calculates the optical constants: index of refraction (n), coefficient of absorption (α) and prohibited energy gap (Gap), in addition to the approximate thickness of the film; with the developed program were calculated optical constants of thin films of ZnS, SnS:Bi, and SnS2:Bi, which are used as buffer layers and absorbers in solar cells, this paper presents the results obtained with a SnS2:Bi film. The software was created in the Python programming language within a simple English-Spanish interface and in order to develop it, the method proposed by Swanepoel, based on the experimental transmittance spectrum of the semiconductor material, was taken into account.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Renewables 2017 Global Status Report 2017 [Online]. [date of reference: October 1st of 2017]. Available at: http.//www.ren21.net

Ali, N., Hussain, A., Ahmed, R., Wang, M.K., Zhao, C., Ul-Haq, B. and Fu, Q.Y., Advances in nanostructured thin film materials for solar cell applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 59, pp. 726-737, 2016. DOI: 10.1016/j.rser.2015.12.268

Mesa, F., Ballesteros, V. and Dussan, A., Cálculo de constantes ópticas de películas delgadas de Cu3BiS3 a través del método de Wolfe. Universitas Scientiarum, 19(2), pp. 123-131, 2014. DOI: 10.11144/Javeriana.SC19-2.ccop

Poelman, D. and Smet, P.F., Methods for the determination of the optical constants of thin films from single transmission measurements: a critical review. Journal of Physics D: Applied Physics, 36(15), pp. 1850-1857, 2003. DOI: 10.1088/0022-3727/36/15/316

Swanepoel, R., Determination of the thickness and optical constants of amorphous silicon. J. Phys. E: Sci. Instrum., 16, pp. 1214-1222, 1983. DOI: 10.1088/0022-3735/16/12/023

Shaaban, E.R., Yahia, I.S. and El-twally, E.G., Validity of Swanepoel's method for calculating the optical constants of thick films. Acta Physica Polonica A, 121, pp. 628-635, 2012. DOI: 10.12693/APhysPolA.121.628

Ilican, S., Caglar, M. and Çağlar, Y., Determination of the thickness and optical constants of transparent indium-doped ZnO thin films by the envelope method. Materials Science-Poland, 25(3), pp. 709-718, 2007.

Minkov, D.A., Gavrilov, G.M., Marquez, E., Fernandez-Ruano, S.M. and Stoynova, A.V., Development of algorithm for computer drawing envelopes of interference reflectance spectra for thin film specimens. Optik - International Journal for Light and Electron Optics, 132, pp. 320-328, 2017. DOI: 10.1016/j.ijleo.2016.12.063

McClain, M., Feldman, A., Kahaner, D. and Ying, X., An algorithm and computer program for the calculation of envelope curves. Computers in Physics, 5(1), pp. 45-48, 1991. DOI: 10.1063/1.168405

Minkov, D. and Swanepoel, R., Computer drawing of the envelopes of spectra with interference, Proceedings of the SPIE 1782: Thin Films for Optical Systems, 1993. DOI: 10.1117/12.141047.

Birgin, E., Chambouleyron, I. and Martı́nez, J.M., Estimation of the optical constants and the thickness of thin films using unconstrained optimization. Journal of Computational Physics, 151(2), pp. 862-880, 1999. DOI: 10.1006/jcph.1999.6224

Gavrilov, G.M., Minkov, D.A., Marquez, E. and Ruano, S.M.F., Advanced computer drawing envelopes of transmittance spectra of thin film specimens. International Advanced Research Journal in Science, Engineering and Technology, 3(9), 2016. DOI: 10.17148/IARJSET.2016.3931

Licencia

Derechos de autor 2018 DYNA

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.

El autor o autores de un artículo aceptado para publicación en cualquiera de las revistas editadas por la facultad de Minas cederán la totalidad de los derechos patrimoniales a la Universidad Nacional de Colombia de manera gratuita, dentro de los cuáles se incluyen: el derecho a editar, publicar, reproducir y distribuir tanto en medios impresos como digitales, además de incluir en artículo en índices internacionales y/o bases de datos, de igual manera, se faculta a la editorial para utilizar las imágenes, tablas y/o cualquier material gráfico presentado en el artículo para el diseño de carátulas o posters de la misma revista.