Читальный зал -->  Солнечные элементы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

Диэлектрик

Рис. 2.45. Различные схемы измерения контактного сопротивления:

а - четырехзондовый метод; б - двухзондовый, в - трехзондовый (площадь контакта равна сумме площадей участков 1 w. 3); г - метод измерений с использованием системы контактов круглой формы; д - измерение длины токопроводящего участка образца; е - измерение и расчет по аналогии с линией передачи

го сопротивления сопряжены с определенными трудностями, которые оказьгеаются наиболее существенными при его малых значениях (типичных для сетчатых контактов солнечных элементов). Некоторые из методов его измерения перечислены здесь, а соответствующие схемы измерений изображены на рис. 2.45.

1. Сравнение результатов измерений двух- и четырехзондовыми методами. Значение Рс можно определить исходя из результатов измерений обьемного удельного сопротивления р двух- и четырехзондовыми методами {2Rc - Ra - Rz). Чувствительность метода существенно зависит от погрешности измерений р. Если контакты обладают частично выпрямляющими свойствами, то для каждого из них можно измерить лишь обратную ветвь вольт-амперной характеристики.

2. Трехзондовый метод. С его помощью можно легко измерить прямую и обратную ветви вольт-амперной характеристики контакта. Чувствительность метода зависит от геометрических параметров головки и зондов, используемых в схеме измерений, и, вероятно, от наличия на поверхности между контактами электропроводящих пленок.

3. Измерение Рс при создании на поверхности полупроводника системы контактов круглой формы. При использовании этого метода [Сох, Strack, 1967] на одной стороне тонкой полупроводниковой пластины создают несколько небольших контактов в виде дисков различного диаметра d, а на другзао наносят сплошной контакт. В предельном cnjniae при малых размерах дисков и больших размерах пластины полное сопротивление R

представляют в ввде

R=V/I= (р/ (яйГ)) tg- (4 t/d) + 4р J (ясО + Л о, (2.86)

где р объемное удельное сопротивление; t - толщина пластины; Rq учитывает остальные виды сопротивлений, не зависящих от d. При малых d, когда значение R определяется в основном р, сопоставление результатов измерений при различных d позволяет определить даже очень малые значения Рс (около 10 Ом-см). Усовершенствование этого метода [Heime е. а., 1974] позволило измерить у контактов к л-GaAs на основе Ni - AuGe - Ni значения рс вплоть до 10 * Ом см.

4. Измерение длины токопроводящего участка образца. При использовании этого метода [Mengali, Seller, 1962] создают большое количество равноудаленных контактов и через два внешних контакта пропускают ток (рис. 2.45,д). Если построить зависимость напряжения между одним из внешних и каждаш промежуточным контактами от расстояния между ними (тангенс угла наклона этой зависимости пропорционален произведению Jp) и экстраполировать ее до точки F= О, то можно найти длину токопроводящего участка, заключенного между внешними контактами. Сопротивление контакта находится затем с помощью соотношения Рс = = pxt.

5. Пленка и контакты - аНйлог линии передачи [Berger, 1972; Ting, Chen, 1971]. Распределение тока в контактах, нанесенных на тонкую пленку со слоевым сопротивлением R*, расположенную на диэлектрической подложке, можно определить таким же способом, как и для воздушной линии. Полное характеристическое сопротивление Z определяется из соотношения Z = (Ralpc) /w, где w - ширина контакта, а постоянная затухания процесса а = (Л/р)Измеряемое контактное сопротивление R(. может быть представлено в виде Rg = Zcth(ad), где d - длина контакта.

6. Измерение магнетосопротивления. Для нахождения значений рс, составляющих не менее 0,5% полного сопротивления, можно использовать зависимость магнетосопротивления от направления приложения магнитного поля по отношению к протекающему току [Gutai, Mojzes, 1975].

Рассмотрим теперь вопрос о свойствах контактов в связи с созданием солнечных элементов. Необходимо обеспечить выполнение следующих требований.

1. Контакт должен обладать довольно низким удельным сопротивлением.

2. Для уменьшения сопротивления полос контактной сетки их, как правило, значительно утолщают, погружая в расплавленный припой. Металлическое контактное покрытие не должно разрушаться при таксой термообработке.

3. Необходимо, чтобы характеристики контакта сохраняли стабильность при осуществлении последующих высокотемпературных техноло-

* Имеется в виду поверхностное слоевое сопротивление площадки 1x1 см. - Прим. ред. 118

гических операций. В частаости, не должны изменяться свойства контакта к тонкому фронтальному слою кремниевых элементов. Это возможно при создании сплавных контактов, чувствительных к излучению ультрафиолетового диапазона.

4. При наличии герметизирующего покрытия контакт должен обладать устойчивостью к воздействию внешней среды в течение продолжительного времени.

5. Необходимо максимально ограничить применение дорогостоящих и редких материалов.

6. В злементах с отражающим тьшьным контактом следует принимать во внимание оптический коэффициент отражения контакта.

В кремниевых солнечных элементах наиболее широко используются контактные структуры Al-p-Si и Ag-Pd-Ti-n*-Si, получаемые методом вакуумного испарения. Последние служат примером творческого содружества металлургов и специалистов в области полупроводниковой электроники, возникшего в процессе разработки технологии юготовле-ния контактов. Хотя серебро образует хороший туннельный контакт с n*-Si (Ф;, = 0,6-f0,7 зВ), его адгезия неудовлетворительна. Введение тонкого промежуточного слоя Ti способствует ее улучшению, сохраняя неизменными электрические свойства. В контактах такого типа, создававшихся ранее, использовали слой Ag толщиной 2-3 мкм, расположенный поверх слоя Ti (1 мкм), нанесенного на тонкую пленку естественного оксида, существующего на поверхности Si*. Однако испытания солнечных элементов в естественных условиях показали, что такие контакты корродируют. При наличии небольшого количества влаги реакция в твердой фазе между Ti и Si заметно усиливается и контакт отделяется. Помимо этого, при использовании Ti несколько снижается допустимая температура последующих технологических процессов [Faith, 1978].

При введении тонкого промежуточного слоя Pd или Мо, предотвращающего химическую реакцию, были получены контакты с хорошими электрическими свойствами и очень высокой стабильностью. На тыльной поверхности р-типа создают активный контакт посредством вакуумного испарения алюминия, последующая диффузия которого при температуре 600-800°С приводит к образованию как р*-слоя, так и туннельного контакта (для А1-p-Si Ф, 0,6 эВ).

Рассматриваемый контакт Ag-Pd-Ti обладает высокой стабильностью и хорошими электрическими свойствами, однако при создании солнечных элементов наземного назначения большой площади его стоимость оказывается недопустимо высокой. Это связано не только с дороговизной двух типов металлов, входящих в данную структуру, но и с высокой стоимостью самого процесса осаждения, при проведении кото-

* См. [Springgate, 1968]. Впоследствии бьшо установлено, что толщину слоя Ti можно уменьшить по меньшей мере в 100 раз, не вызывая существенного ухудшения свойств контакта.

Структуру Ag - Pd - Ti также использовали в качестве туннельного контакта к тыльному слою р-типа кремниевых солнечных апементов. В этом случае необходимость формирования р*-слоя была вызвана другими причинами.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [ 37 ] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.