أطروحة دكتوراه في قسم الفيزياء تناقش تصميم ومحاكاة للكاشف الضوئي Cu₂ Cdx Zn1-x Sn Se4

تم في هذا البحث تصميم ومحاكاة كاشف ضوئي ذات التركيب   AZO/i-ZnO/CdS/CCZTSe والذي تمت دراسته باستخدام برنامج المحاكاة SCAPS-1D ،تمت الدراسة على جزئين , الجزء الاول كان دراسة تاثير تغير السمك والتركيز على جميع طبقات الكاشف الضوئي , تم تغيير سمك طبقة الامتصاص (CCZTSe)  Absorption Layer من (0.25µm ) الى (3 µm) وان افضل قيمة للكفاءة الكمية لطبقة الامتصاص كانت (89.4%) وقيمة الاستجابية (0.93A/W-1) . وتم تغير سمك طبقة الموائمة (CdS) Buffer Layer من (0.01µm) الى (0.05µm) ولم يحدث اي تغير يطرا على الكاشف الضوئي , وتم تغير سمك الطبقة النافذة (AZO) من (0.1µm) الى (0.3µm) حيث حدث التغيير فقط عند الاطوال الموجية القصيرة بسبب كون فجوة الطاقة لطبقة النفاذ  تكون كبيرة حيث لا تسمح بالامتصاص فقط عند الاطوال الموجية القصيرة. بعدها قمنا بتغيير تركيز طبقات الكاشف الضوئي, لطبقة الامتصاص من (NA=1E14 1/cm3) الى (NA=8E17 1/cm-3) حيث كانت افضل كفاءة كمية واستجابية عند التراكيز المنخفضة . وتركيز طبقة الموائمة كان من (1E14 1/cm3) الى (1E18 1/cm3) وقد احدثت زيادة جدا طفيفية لمعلمات الكاشف الضوئي . اما تركيز الطبقة النافذة فكان من  ( 1E18 1/cm-3) الى (1E22 1/cm-3) ولم يحدث اي تغيير فيها , بعدها تمت اضافات طبقات للكاشف الاصلي حيث تم اضافة طبقة الانعكاس الخلفي Back Surface Layer (BSL) من المركبات (SnS, WS2,Cu2Te,Si, MoSe2)  وتم دراسة كل طبقة  على حدى , لوحظ ان اضافة الطبقات  لم تحدث اي تغيير في  قيمة الكفاءة الكمية والاستجابة للكاشف الضوئي  فقط في الكشفية النوعية لكونها تتناسب عكسيا مع تيار الظلام والتغير حدث عند طبقة (SnS) و (MoSe2) .

اما الجزء الثاني تم دراسة تأثير عيوب المتن لطبقة الامتصاص (CCZTSe) باستخدام التوزيع الكاوسي وكان العيب من النوع شبه القابل (Acceptor) والعيب شبه المانح (Donor)  تم تغيير كثافة تركيز العيوب من (1E14 1/cm3) الى (1E18 1/cm-3) , وكان افضل تركيز (1E15 1/cm3) بعدها تبدا قيم معلمات الكاشف الضوئي بالانخفاض مع زيادة تركيز العيوب وكذلك بالنسبة للعيب شبه المانح .وتم دراسة تغيير كثافة عيوب السطح البيني (Interface) بين طبقتي (CCZTSe/CdS ) باستخدام التوزيع الكاوسي وكان نوع العيب من النوع شبه القابل (Acceptor) والعيب شبه المانح (Donor) ,  تم تغيير كثافة تركيز العيوب من (1E111/cm3) الى (1E151/cm3) وقد سجلت اعلى قيمة لمعلمات الكاشف عند تركيز (1E111/cm3) للعيب شبه القابل , اما العيب شبه المانح لم يحدث اي تغير للكفاءة الكمية والاستجابية بسبب ان جميع الحالات البينية ضمن هذا المدى من الطاقة تقع تحت مستوي فيرمي وهذا يؤدي الى ملء هذه الحالات وتحويلها الى حالة متعادلة .