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

ния. Диоды Шоттки изготавливали путем термического испарения в вакууме тонких пленок Аи на подложки р-1пР. Если подложки предварительно подвергали очистке путем ионного распыления в среде аргона при условиях, идентичных условиям осаждения ITO, спектральная чувствительность диодов Шоттки резко снижалась в области больших энергий фотонов и приобретала вид, типичный для гомопереходов. Более того, она становилась идентичной для диодов Шоттки и солнечных элементов ITO-p-InP. Однако если барьеры Шоттки Au-p-InP формировали на подложках, не подвергавшихся после химического травления ионной очистке, спектральная чувствительность в коротковолновой области спектра возрастала и соответствовала чувствительности совершенных полупроводниковых устройств с барьером Шоттки.

Указанные результаты следует сравнить с полученными в случае гетеропереходных структур CdS -GaAs с применением метода химического осаждения из паровой фазы (несоответствие параметров кристаллических решеток в случае этих структур достигает примерно 3,5%) [Bettini е. а., 1978; Yoshikawa, Sakai, 1975]. Для получения совершенных диодов требуются, конечно, травление и отжиг. Хотя получены диоды с относительно неплохими характеристиками (Jo = Ю * А/см при А = 1,8) [Bettini е. а., 1978], значения т? и Voc оказались слишком малыми, чтобы считать солнечные элементы с гетеропереходной структурой CdS -GaAs конкурентоспособными по отношению к остальным. В солнечных элементах на основе ITO - GaAs, изготовленных с применением методов высокочастотного распьшения, магнетронного распьшения и ионно-лучевого осаждения, значения параметров Jc, Voc и % iVs < 5%) оказались хуже, чем в ITO-InP (t?j >; 14%). По-видимому, особенности формирования р-и-перехода при наличии большого несоответствия решеток в одних случаях (ITO-InP) позволяют добиться высоких значений t?q и Кос, а в других (CdS - GaAs или ITO - GaAs) - нет.

5.4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Характеристики солнечных элементов на основе гетероструктур GaAs, гомопереходов и*-р-р*.типа в GaAs и структур Аи - AlGaAs - GaAs с барьером Шоттки теоретически можно описать довольно точно, в частности, с достаточной точностью предсказать значение Jq, основываясь на известных параметрах материалов.

Коэффициенты полезного действия солнечных элементов на основе структур CdS - In? также близки к теоретическим оценкам, однако в них по ряду причин наблюдается туннельный, а не рекомбинационно-генерационный механизм проводимости.

В дополнение к благоприятному соответствию параметров решеток в гетеропереходе CdS-InP необходимы, как показывают эксперименты, термический отжиг (при Т > 5(Ю°С) или травление непосредственно в ходе нанесения слоев для достижения максимальных и воспроизводимых значений КПД. Это связано с рядом причин. Во-первых, в результате отжига или травления устраняются или перестают быть электрически активными дефекты на межфазной границе. Во-вторых, на границе раздела формируется промежуточное соединение, нейтрализующее реком-214

бинацию на межфазной границе. В-третьих, образуется гетероструктура, эффективно сдвигающая границу р-п-перехода от металлургической границы.

В истории соверщенствования гетеропереходных солнечных элементов сьп-рали основополагающую роль два общих принципа - использование гетерофазной структуры для устранения потерь, связанных с поверхностной рекомбинацией, и требование максимально возможного соответствия параметров кристаллических рещеток используемых материалов. В этой связи следует упомянуть случаи, иллюстрирующие нарушение обоих этих принципов: гомопереходный р*-n-GaAs солнечный элемент с КПД 20% [Fan, Bozler, 1978] (5.2.3) и гетеропереходный ITO-InP солнечный злемент с КПД 14,4% [Sree Harsha е. а., 1977].

Первый пример показывает, что потери на поверхностную рекомбинацию можно снизить, выбирая соответствующую технологию изготовления, в данном случае путем формирования очень тонкого и-слоя (или благодаря полезному влиянию пассивации поверхности и*-GaAs на снижение скорости поверхностной рекомбинации при анодировании). Таким образом, другие прямозонные полупроводники могут образовывать высокоэффективные гомопереходные солнечные элементы при подходящем выборе технологии.

В другом случае (солнечного элемента со структурой ITO-p-InP) нарушение указанных принципов, т. е. высокие выходные характеристики, связано с формированием скрыгого гомоперехода, однако наше понимание тонкостей механизмов формирования гетерофазных структур еще не достаточно для предсказания возможности образования скрытых гомопереходов и их влияния на прохождение тока. Возникает, например, естественный вопрос, почему на основе аналогичной структуры ITO-p-GaAs не получены хорошие солнечные элементы. Следовательно, к двум указанным принципам следует добавить другие, в частности учитывающие химию процессов, протекающих на микроскопическом уровне.

Глава 6

ТОНКИЕ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПЛЕНКИ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

6.1. ОПТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ

Оптические явления в тонких пленках будут рассмотрены очень бегло - в основном с точки зрения их влияния на эффективность фотоэлектрического преобразования энергии пленочными солнечными элементами. Более подробные сведения можно найти в [Heavens, 1965; Clark, 1980].

Примером ряда интересных оптических эффектов в тонких пленках может служить типичная зависимость оптического пропускания пленки

С другой стороны, элементы с тонким п*-слоем значительно более сложны в изготовлении, чем гетероструктурные элементы AlGaAs - GaAs.

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.