جرت على قاعة المرحوم الاستاذ سالم عبد الحميد المناقشة العلنية لاطروحة طالب الدكتوراه (طاهر حمد محمود) من قسم الفيزياء والموسومة :
الخصائص التركيبية والبصرية والكهربائية لأغشية سيلينايد الكادميوم (CdSe) المشوبة وتصنيعها كنبيطة
اذ تألفت لجنة المناقشة من الاستاذة الافاضل :
– أ.د. علية عبد المحسن شهاب رئيسا
– أ.د. زياد طارق محمود عضوا
– أ.د. رعد محمد صالح عضوا
– أ.م.د. وسام جعف عزيز عضوا
– أ.م.د. ايمان حميد خضير عضوا
– أ.د. سمير عطا مكي عضوا و مشرفا
– أ.م.د. بشرى كاظم حسون عضوا و مشرفا
تم في هذا البحث تحضير سبيكة المركب الثنائي سيلينايد الكادميوم من عناصرها الاولية وبالصيغة الكيميائية (Cd50Se50) وذلك بإذابة عنصري الكادميوم والسيلينيوم في انبوبة من زجاج الكوارتز مفرغة من الهواء تحت ضغط مقداره (8X10-3 mbar) ، ومن تبريد العينة باعتماد طريقة التبريد البطيء للمنصهر وإجراء فحوصات حيود الاشعة السينية للسبيكة المحضرة مع مسحوقها ، تم التاكد من الحصول على سبيكة المركب الثنائي (CdSe) بتركيب بلوري متعدد التبلور وبنظام بلوري من النوع السداسي (Hexagonal) .
تم ترسيب أغشية المركب (CdSe) على قواعد من الزجاج وذلك لدراسة خصائص المركب التركيبية والبصرية والكهربائية ، وقواعد أخرى من السيليكون النقي ذي تبلور أحادي وبالاتجاه السائد (111) ومن النوع الموجب (P-Type) بهدف تصنيع الخلايا الشمسية من أغشية المادة ، وذلك باعتماد طريقة التبخير الحراري في الفراغ عند درجة حرارة الغرفة (27°C) وبمعدل ترسيب مقداره (0.7nm/sec) وبسمك مختلف (300,500,700,900) ± 20nm ، كذلك تمت دراسة تأثير الاشابة بالقصدير بنسبة تشويب (3%) على خصائص الاغشية المحضرة والخلايا الشمسية المصنعة وتمت مقارنة النتائج للحالتين النقية والمشوبة .
بينت نتائج حيود الاشعة السينية ان الاغشية المحضرة بنوعيها النقي والمشوب كانت ذات تركيب بلوري متعدد التبلور ومن النوع السداسي مع هيمنة النمو بالاتجاه السائد (002) ، يرافق ذلك تزايد واضح في كل من درجة التبلور والحجم الحبيبي الناتج بزيادة سمك الغشاء المحضر وعملية التشويب ، حيث تم اعتماد تقانة الفحص بمجهر القوة الذرية (AFM) في قياس معدل الحجم الحبيبي للأغشية الناتجة فضلاً عن دراسة الخصائص الاخرى كتحديد قيمة خشونة سطح الغشاء المحضر والتي أظهرت نتائج القياس ايضاً زيادة الخشونة بزيادة سمك الغشاء المحضر أولاً وبعملية التشويب ثانياً .
أظهرت نتائج القياسات البصرية أن امتصاصية أغشية (CdSe) للأطوال الموجية الواقعة ضمن المنطقة المرئية من الطيف الكهرومغناطيسي تزداد بزيادة سمك الغشاء المحضر مع تعزز هذه النتيجة بعملية التشويب بعنصر القصدير .
كذلك تم حساب قيمة فجوة الطاقة البصرية للأغشية المحضرة كافة وذلك باعتماد طيف النفاذية كدالة للطول الموجي ضمن المدى (300-1100) nm وأظهرت النتائج امتلاك اغشية (CdSe) فجوة طاقة بصرية مباشرة وان قيمتها قد تناقصت بزيادة السمك وعملية التشويب ضمن المدى (1.72-1.68) eV يقابل ذلك تزايداً واضحاً في قيم معامل الامتصاص سيما للمنطقة المرئية من الطيف الامر الذي انعكس ايجاباً على كفاءة النبائط المصنعة كخلايا شمسية .
أظهرت نتائج قياسات التوصيلية الكهربائية المستمرة (DC) ان هنالك نقصانا في قيمة المقاومية الكهربائية بزيادة درجة الحرارة مما يشير الى سلوك اشباه الموصلات للمادة المدروسة ، فضلاً عن امتلاك الاغشية المحضرة طاقتي تنشيط مما يشير الى وجود ﺁليتين للانتقال الالكتروني فيها ، وان قيم طاقات التنشيط قد تناقصت بعملية التشويب ، أما بالنسبة الى قياسات تاثير هول فقد أظهرت النتائج بأن الاغشية المحضرة كانت ذات توصيلية كهربائية من النوع السالب (N-type) وان عملية التشويب قد عززت من حاملات الشحنة الاغلبية لاسيما عند اعظم سمك تم تحضيره (700,900) nm على التوالي .
بينت نتائج قياسات خصائص (تيار-جهد) في حالة الاضاءة ان الخلايا الشمسية المصنعة من غشاء المادة بسمك (900) nm تمتلك اعلى قيمة للكفاءة التحويلية من بين النماذج النقية الاخرى ذات السمك المختلف ، حيث بلغت كفاءتها التحويلية (2.17%) وعند اشابة المفارق المصنعة بعنصر القصدير وبنسبة تشويب (3%) تحسنت الكفاءة التحويلية لنماذج الخلايا كافة مع بقاء الصدارة للخلايا الشمسية ذات سمك (900) nm حيث بلغت كفاءتها التحويلية بعد التشويب (3.84%) .
أما نتائج قياسات (سعة-جهد) فقد بينت بأن المفارق المصنعة هي من النوع الحاد وان سعة منطقة النضوب تقل بزيادة السمك في حين انها تزداد بعملية التشويب مع تناقص واضح في قيمة جهد البناء الداخلي وعرض منطقة النضوب بعملية التشويب ايضاً .
