Insegnante: Prof. Giacomo Giorgi
Programma del corso (3 CFU)
Maggio 7, 18, 21 2021
9:00 - 12:00, 14:00 - 17:00
(materiale didattico)
La classe si concentrerà sui materiali/principi di lavoro che regolano i processi di interesse per l'Optoelettronica. Consisterà in 3 CFU (1CFU=6 ore) con lezioni frontali e autovalutazione finale.
Primo modulo: (1) Semiconduttori e loro proprietà. Concetti di struttura a bande e di bandgap. Semiconduttori a gap ampia e a zero gap. Principi di funzionamento del fotovoltaico (PV) e della fotocatalisi. Efficienza della fotoconversione (PCE). Celle al silicio; dispositivi CIGS di seconda generazione (a film sottile); celle solari multigiunzione (terza generazione). PV a basso costo: celle Graetzel (Dye Sensitized Solar Cells, DSSC). Materiali per il trasporto dei carriers (HTM/ETM).
Secondo modulo: (2) Perovskiti ibridi in optoelettronica: dal fotovoltaico alla fotonica. Architetture dei dispositivi e loro ingegnerizzazione chimica. Dispositivi Pb-less e Pb-free. 3D bulk vs 2D/3D e 2D: materiali layered di Ruddlesden-Popper e Dion-Jacobsen. Dal 3D allo 0D: stessi materiali, diverse dimensionalità, diverse applicazioni.
Terzo modulo: (3) Assottigliamento del semiconduttore: da bulk al layer. Quantum-confinement e il suo ruolo nei dispositivi. Eccitoni e Quasiparticelle. Eccitoni di Wannier e di Frenkel. Calcolo delle proprietà ottiche mediante simulazioni teoriche teoriche ab-initio. Strumenti di calcolo e visualizzazione delle proprietà calcolate. Nanosheets e fotocatalisi: Layers e interfacce. Tipi di Band alignment.