SEMICONDUCTORES · PELÍCULA DELGADA

Modelado físico deheterouniones SnS/CdS.

Entorno paramétrico para analizar la arquitectura Al → SnS → CdS → ZnO, la alineación energética, las discontinuidades de banda y la respuesta fotovoltaica de orden reducido.

Configurar modelo

1.1–1.7 eV

SnS · absorbente

≈ 2.42 eV

CdS · ventana/buffer

≈ 3.3 eV

ZnO · capa opcional

01 · ARQUITECTURA

Configura la arquitectura del dispositivo

Modifica la secuencia material y evalúa la contribución física de cada región al transporte y la colección de carga.

Componentes de la estructura

AlSustrato SnSAbsorbente CdSBuffer ZnOTCO

Visualización Luz y portadoresGeneración y separación idealizadas

Arquitectura actual Al → SnS → CdS → ZnO

Estructura vacíaActiva al menos un componente en los controles superiores.

Electrones → contacto frontal Huecos → Al

02 · ENERGÍA

Alineación energética y parámetros de interfaz

↔

Espesor de películasModifica la escala horizontal

SnS CdS80 nm

La escala visual está comprimida para que las películas delgadas permanezcan legibles.

Parámetros electrónicosReferencia: E_vac = 0 eV

Mostrar en el diagrama

χ SnS eV χ CdS eV χ ZnO eV E_F equilibrio eV

Antes del contacto: E_F(SnS) = E_v + 0.25 eV y E_F(CdS/ZnO) = E_c − 0.15 eV. En equilibrio se usa el valor común indicado.

Brecha de energía

Valores representativos

Activa SnS, CdS o ZnO para comparar su brecha de energía.

SnS seleccionado

Su brecha relativamente pequeña permite absorber una fracción amplia del espectro solar y generar pares electrón–hueco.

En películas delgadas, el SnS reporta aproximadamente 1.1–1.7 eV; el valor cambia con fase, espesor y método de depósito.

Alineación de bandas

Modelo de Anderson · E_vac = 0

E_C · conducción E_V · valencia E_F · Fermi

En equilibrio: al unir SnS tipo p y CdS tipo n, la difusión inicial de portadores crea una región de carga espacial y un campo interno que favorece su separación.

Análisis de interfaces

Discontinuidades estimadas con la regla de afinidad electrónica

ΔE = E_B − E_A

Convención: para A → B, ΔE_c = χ_A − χ_B y ΔE_v = (χ_A + E_g,A) − (χ_B + E_g,B). Estimación ideal de Anderson; no incluye dipolos interfaciales, defectos ni intermezcla.

03 · SIMULACIÓN FOTOVOLTAICA

Modelo cuantitativo de orden reducido

AM1.5G · 100 mW cm⁻²

Alcance metodológico: estimación paramétrica preliminar mediante absorción Beer–Lambert, colección efectiva y ecuación de diodo. No sustituye la solución autoconsistente de Poisson y continuidad en SCAPS-1D.

Coeficiente α de SnS 1.0 × 10⁴ cm⁻¹ Longitud de difusión L_n 2000 nm J₀A cm⁻² Factor n— R_sΩ cm² R_shΩ cm² TemperaturaK

J_sc—mA cm⁻²

V_oc—V

Fill Factor—%

Eficiencia η—%

J_sc = J_ph,max · T_ventana · ∫G(x)P_col(x)dx V_oc = nkT/q · ln(J_sc/J₀ + 1) η = J_scV_ocFF / P_in

Análisis de sensibilidad

Respuesta óptica y eléctrica del modelo

J_scη

Variable	J_sc	V_oc	FF	η

Exportación de resultados

Archivos estructurados para análisis, trazabilidad y documentación doctoral

DAT Archivo tabulado para OriginUna cabecera con nombres y unidades; después, únicamente datos numéricos Conjunto de datos

Excel: tres pestañas independientes con encabezados, unidades y filtros. Origin: cada archivo contiene un único conjunto tabulado, sin celdas vacías ni texto intercalado.