2D materials for solar energy conversion

Abstract

Shrnutí Tato disertační práce se zaměřuje na studium mechanických a optoelektron- ických vlastností 2D materiálů pro konverzi solární energie a jejich laditelnost prostřednictvím interakce s různými typy substrátů. Hlavním cílem je pop- sat, jak mechanické napětí způsobené různými substráty ovlivňuje strukturní, optické a elektronické vlastnosti u grafenu a dichalkogenidů přechodných kovů, zejména selenidu wolframičitého (WSe2). V první části práce se soustředíme na charakterizaci Schottkyho kontaktu 2D/3D heterostruktur grafenu na křemíkovém substrátu, studium mechanických vlast- ností grafenu na flexibilních substrátech a charakterizaci lokálních deformačních jevů, jako je vznik vrás a ohybů, které, mimo jiné, ovlivňují distribuci a přenos nosičů náboje, a tím i výkon těchto struktur v solárních aplikacích. 2D/3D heterostruktury exfoliovaného grafenu přeneseného na čerstvě leptaný n- dopovaný křemík byly charakterizovány dvěmi metodami vodivostní mikroskopie skenovací sondou (C-AFM): lokálním měřením voltampérových křivek a plošnou charakterizací vzorku pomocí kontaktního skenování. Tyto metody byly do- plněny o pseudo-voltampérové křivky, které byly vypočítány z plošného měření....

This dissertation thesis focuses on the study of mechanical and optoelectronic properties of 2D materials for solar energy conversion and their tunability through interaction with different types of substrates. The main goal is to describe how mechanical stress induced by various substrates affects the structural, optical, and electronic properties of graphene and transition metal dichalcogenides, par- ticularly tungsten diselenide (WSe2). The first part of the thesis focuses on the characterization of Schottky contacts in 2D/3D heterostructures of graphene on a silicon substrate, the study of me- chanical properties of graphene on flexible substrates, and the characterization of local deformation phenomena, such as the formation of wrinkles and folds, which affect the distribution and transfer of charge carriers, and, thereby, the performance of these structures in solar applications. 2D/3D heterostructures of exfoliated graphene transferred onto freshly etched n- doped silicon were characterized using two conductive atomic force microscopy (C-AFM) methods: local current-voltage (I-V ) measurements and area-wide characterization using contact-mode C-AFM. These methods were complemented by pseudo-I-V curves, calculated from area-wide measurements. Photovoltaic parameters were further optimized by...