Riassunto analitico
Questa tesi fa parte di un progetto di ricerca volto a studiare il possibile miglioramento dell'efficienza delle celle solari ibride a perovskiti depositando nanoparticelle d'argento core-shell (AgNP@MgO), a causa dei loro effetti plasmonici. In questa tesi vengono studiate le proprietà morfologiche e ottiche di un multistrato, che rappresenta il substrato su cui è stata cresciuta la cella solare perovskitica. Il multistrato è stato funzionalizzato depositando, mediante una sorgente di magneto-sputtering, un sottile strato di Ag NPs incorporato in una matrice di Mgo. La tecnica XPS è stata utilizzata per monitorare il processo di crescita di questi strati nanometrici e per valutarne lo spessore. Le proprietà morfologiche delle nanoparticelle di argento, in particolare il ricoprimento superficiale e le dimensioni medie, sono state valutate mediante SEM e AFM. Le proprietà ottiche del multistrato funzionalizzato sono state studiate attraverso l'analisi delle misure di riflettanza sui campioni, che rappresentano i diversi stadi del processo di deposizione. A questo scopo, ho sviluppato una procedura in Igor Pro, che sfrutta il transfer matrix method per valutare il contributo di ogni singolo strato agli spettri di riflettanza e per estrarre i loro indici di rifrazione e coefficienti di estinzione. Questa procedura permette una riproduzione accurata delle misure sperimentali di riflettanza, fornendo importanti informazioni sulle proprietà di multistrati complessi.
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Abstract
This thesis is part of a research project aiming to explore the possible improvement of the efficiency of hybrid perovskites solar cells by depositing core-shell silver nanoparticles (AgNP@MgO), due to the their plasmonic effects. In this master thesis work, I investigate the morphological and optical properties of a multilayer structure, which represents the substrate on which the perovskite solar cell is grown. The multilayer has been functionalized by depositing, using a Magnetron sputtering source, a thin layer of Ag NPs embedded in a MgO matrix. I use XPS to monitor the growth process of these nanometric films and to evaluate the film thickness. The morphological properties of the Ag NPs, in particular surface coverage and average dimensions, are evaluated by SEM and AFM techniques. The optical properties of the functionalized multilayer system are evaluated by analysing the reflectance measurements on samples, representing different stages of the deposition process. To this aim, I developed an Igor-Pro based procedure, which exploits the tranfer matrix method to evaluate the contribution to the reflectance spectra of each single layer and to extract their refractive index and extinction coefficient. This procedure allows an accurate reproduction of the experimental reflectance measurements, providing important information on the actual properties of complex multilayer structures.
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