Nuove applicazioni per fotovoltaico e optoelettronica
Il progetto Nanophoto (Nanocrystalline silicon films for photovoltaic and optoelectronic applications) si è occupato dello sviluppo di film di silicio nanocristallino (nc-Si) da applicare nel fotovoltaico e in optoelettronica. Per favorire questo lavoro il progetto finanziato dall'UE ha sviluppato strumenti computazionali per facilitare la progettazione di un nuovo processo di crescita nc-Si con una variante di reattore di deposizione chimica da fase vapore assistita da plasma a bassa energia (LEPECVD). Tra le attività di modellazione vi sono la dinamica molecolare (MD) e i calcoli da zero e sono stati usati strumenti computazionali per valutare la microstruttura e la tensione. Inizialmente i ricercatori puntavano a determinare i migliori approcci per descrivere la complessa fisica multiscala dei film nc-Si creati con LEPECVD. I modelli sono stati inizialmente applicati a situazioni ideali per comprendere meglio la fisica fondamentale. Sono poi stati applicati alle situazioni reali, con esiti interessanti. Lo studio ha prodotto molti risultati positivi. Un esempio è la modellazione dell'evoluzione strutturale di nc-Si e nc-Si/a-Si (rapporto cristallino vs. amorfo) considerando gli effetti di stress e determinando la mobilità atomica interfacciale in condizioni di temperatura/stress arbitrarie. Ulteriori studi hanno dimostrato che nei sistemi di silicio puro non vi è confinamento della funzione d'onda dell'elettrone. Utilizzando un algoritmo DAC-TB, i membri dell'equipe LEPECVD sono riusciti a caratterizzare completamente le proprietà elettroniche di nc-Si durante la cristallizzazione termica finita. È stato quindi possibile effettuare un confronto, il primo di questo genere, tra proprietà strutturali e optoelettroniche dei modelli nanocristallini su larga scala. Lo studio ha anche offerto risultati sperimentali positivi nella prototipizzazione.
