absorberlaag

Een absorberlaag is een laag in een technologisch apparaat die primair dient om invallende straling of elektromagnetische straling te absorberen en daarbij excitatie van ladingdragers te genereren, zodat deze dragers kunnen worden verzameld door de aangrenzende contacten. In tal van opto-elektronische toepassingen bepaalt de absorberlaag de efficiëntie van omzetting van straling in een elektrisch signaal.

Toepassingen omvatten met name zonnepanelen, fotodetectoren en stralingsdetectors. In zonnecellen zorgt de absorberlaag voor de meeste lichtabsorptie en de generatie van elektron-achtige dragers, die via transportlagen naar de elektroden worden geleid. In fotodetectoren en röntgen- of gamma-detectors fungeert de absorberlaag als conversie-interface waar intelligente absorptie van straling de basis vormt voor een meetbaar elektrische respons.

Belangrijke eigenschappen van een absorberlaag zijn onder meer een hoge absorptiecoëfficiënt in het relevante spectrale bereik, een geschikt bandgap, goede kristallijn orde en geringe defectconcentratie om recombinatie te beperken, en effectieve dragertransporten naar de contacten. Daarnaast spelen interfaceeigenschappen met andere lagen en de stabiliteit van de laag een cruciale rol voor de lange termijn prestaties.

Materialen variëren sterk per toepassing. Veel gebruikte absorberlagen in zonnecellen zijn tussenliggende halfgeleiders zoals perovskieten, Cu(In,Ga)Se2 en CdTe; in detectoren worden vaak hoge-dichtheidsmaterialen zoals CdZnTe toegepast. Fabricageprocedures omvatten sputteren, chemische dampafzetting, pulsed-laser-depositie en oplossing-gebaseerde technieken, afhankelijk van het materiaal en de gewenste structuur.

Ontwerpuitdagingen betreffen balans tussen dikte, absorptie en charge-transport, defectreductie, interface-engineering en stabiliteit. Nieuwe materialen en nanostructureringsstrategieën blijven gericht op hogere efficiëntie en betrouwbaarheid.