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【2h】

Thermal processing of thin films using ultra-short laser pulses: applied to photovoltaic materials

机译：使用超短激光脉冲对薄膜进行热处理：应用于光伏材料

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摘要

In this thesis a novel approach to raise the thermal selectivity of superficial heat treatments, exploiting ultra-short laser pulses, is proposed and studied. That is, the effective applicability of ultrafast lasers for selective heat treatments is proven by increasing the performance of different films of materials adopted for manufacturing thin film photovoltaic devices - i.e. SnO2, ZnO and Mo. At the same time, the scalability of surface processing with ultrafast lasers for future possible industrial applications is evaluated and shown to be in practice only limited by the available laser power. First, a finite-element model was developed for ZnO and Mo thin films. It is analytically demonstrated that ultra-short pulses can be exploited to increase the selectivity during thermal processes, via numerical comparison of the induced temperature-cycles induced by ns- and ps-pulses. It is also numerically demonstrated that the heat selectivity is preserved when the beam is expanded, hence showing the scalability of the process. Next, the effect of selective thermal processing of SnO2, ZnO and Mo thin films is studied experimentally. The conclusion of this thesis is positive regarding the beneficial effects of ultra-short laser pulses exploited for highly selective thermal processing of thin films.
机译：本文提出并研究了一种利用超短激光脉冲提高表面热处理的热选择性的新方法。也就是说，通过提高用于制造薄膜光伏器件的不同材料膜（即SnO2，ZnO和Mo）的性能，证明了超快激光器对选择性热处理的有效适用性。评估了用于未来可能的工业应用的超快激光器，并证明实际上仅受可用激光器功率的限制。首先，针对ZnO和Mo薄膜建立了有限元模型。分析表明，通过对ns和ps脉冲引起的感应温度循环进行数值比较，可以利用超短脉冲来提高热过程中的选择性。还数值地证明了，当束扩展时，保留了热选择性，因此显示了该方法的可扩展性。接下来，通过实验研究了SnO2，ZnO和Mo薄膜选择性热处理的效果。关于超短激光脉冲对薄膜的高选择性热处理的有益效果，本论文的结论是积极的。

著录项

  • 作者

    Scorticati, D.;

  • 作者单位
  • 年度 2015
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 en
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