Energy Materials by Atomic Layer Deposition (EMALD)

For Effektiv deponering av Al:ZnO har bruk av forløper som allerede inneholder Al gir utfordringer med hensyn på reproduserbarhet. Blandingen ble tidlig vist å gi meget gode filmer ved hurtige prosesser, men egenskapene endret seg med bruk av forløperen. Ti doping av ZnO med Al er blitt gjort og viser spesifikk motstand på ned mot 2.3E-3 ohm cm. De elektriske spesifikke egenskapene til dette systemet er relativt lite avhengige av tykkelsen på filmen. For bruk av ren DEZ som forløper har det blitt gjenn omført systematisk studie for bruk av Ti som dopant i ZnO basert på rene kjemikalier som utgangspunkt. Dette har oppnådd spesifikk motstand ned mot 1.9E-3 ohm cm for 1.2 at% Ti i ZnO. Materialseriene er karakterisert med hensyn på struktur og optiske egen skaper i tillegg til de elektroniske egenskapene. Vekstbetingelser er bestemt som funksjon av Ti doping. I tillegg har vi funnet at de spesifikke elektriske egenskapene endres med tykkelse på filmen For bruk av inhibitor under vekst har vi brukt EtOH som inhibitor under deponering for å kontrollere distribusjonen av Ti dopanter i ZnO under vekst. Oppnår en reduksjon i vekstrate av Ti med 50%. Materialseriene er karakterisert med hensyn på struktur og optiske egenskaper i tillegg til de elektroniske e genskapene. Vekstbetingelser er bestemt som funksjon av Ti doping. Vi finner en økning i motstand i filmene ved bruk av inhibitor i stedet for en forventet økt ladningstetthet. Ved deponering av WO3 har vi funnet at WOCl4 ikke kan brukes som forløper, men likevel funnet en tilsynelatende vekst dersom filmen allerede inneholder noe La. Da stopper veksten på ca. 1 nm. Vi antar dette kommer av dannelse av LaOCl3 under vekst, men har ikke forfulgt det sporet mer da det ikke ser ut til å ha praktisk anvende lse. Valgt en amin-basert W-forløper [(tBuN)2(Me2N)2W] hvor ALD vekst av WO3 er karakterisert og optimalisert For Deponering av La-W-O har vi oppnådd deponering av La6WO12 ved å kombinere prosessene for deponering av La2O3 og WO3. Filmene er krystalli nske ved deponering. Vi kan påvirke strukturen til deponert materiale ved tempringer av filmer etter deponering. Vi har deponert en tykk prøve (1 um) for karakterisering av protonledningsevne (impedans).

The core of the present project is to strengthen the current knowledge and expertise in deposition of thin film materials for renewable energy. This is to be done through research focusing on the factors that influence the key performance of the materials when used in the form of thin films, here primarily as TCOs for solar cells and solid proton conducting oxides for fuel cells. The project includes four partners (University of Oslo, Baldur Coatings, Protia, and REC) with respective focus in field of co mpetence development. The common interest for all parties is application of thin film technology to control texture and dopant distribution. The effect such properties have on optical and electrical properties, will be investigated on TCO materials, where as its effects on gas permeability and ionic conductivity in complex materials will be investigated using proton conducting materials as models. We will utilize previously developed models for control of texture in growing films, as well as to apply diffe rent thermal post annealing treatments, in order to achieve the desired textures.