Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах icon

Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах




Скачати 42.96 Kb.
НазваВплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах
Дата30.06.2013
Розмір42.96 Kb.
ТипДокументи

УДК 621.315.592


ВПЛИВ ОТОЧЕННЯ НА ПОВЕРХНЕВІ РЕКОМБІНАЦІЙНІ ПРОЦЕСИ В КРЕМНІЄВИХ ФОТОЧУТЛИВИХ СТРУКТУРАХ


Костильов В. П., Слусар Т. В.1, Черненко В. В., Легкова Г. В.1

Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України

1Національний авіаційний університет

e-mail: vkost@isp.kiev.ua


Підвищення ефективності процесів фотоелектричного перетворення енергії в кремнієвих фоточутливих структурах (КФС) залишається актуальним завданням вже досить тривалий час. Одним із основних шляхів досягнення цього є зменшення рекомбінаційних втрат, для чого необхідно мінімізувати швидкості як об'ємної, так і поверхневої рекомбінації. Зокрема, для зменшення негативного впливу поверхневої рекомбінації на характеристики КФС зараз широкого застосування набули такі методи, як пасивація поверхні кремнію та створення індукованих або вбудованих приповерхневих переходів [1-3]. Але, якщо пасивація поверхні кремнію, яка реалізується нанесенням діелектричних шарів, зменшує швидкість поверхневої рекомбінації безпосередньо на межі поділу кремній-діелектрик, то присутність приповерхневих переходів створює приповерхневий потенціальний бар’єр, який обмежує підведення носіїв заряду певного типу до поверхневих рекомбінаційних центрів. Приповерхневі переходи створюються нанесенням на поверхню напівпровідника діелектричного шару з вбудованим зарядом або неоднорідним по товщині розподілом легуючих домішок у приповерхневих шарах напівпровідника.

З іншого боку, в роботі [4] було показано, що у зануреного у фторидну кислоту кремнієвого зразка швидкість поверхневої рекомбінації зменшується до надзвичайно низького рівня внаслідок того, що атомарний водень утворює ковалентні зв’язки Si-H з його поверхневими атомами. Але вплив інших рідин на швидкість поверхневої рекомбінації кремнію залишається недослідженим. Проведення таких досліджень і було метою даної роботи.

Експериментальні дослідження були проведені на зразках сонячних елементів (СЕ) товщиною 400 мкм і площею до 2 см2, виготовлених на основі n-типу кремнію зонної плавки марки КБЕ-2 з питомим опором біля 2 Омсм. Ці зразки СЕ монтувались в спеціальній герметичній розбірній комірці, яка дозволяла покривати тонким шаром рідини товщиною 2-3 мм лише фронтальну поверхню і захищала від впливу цієї рідини решту конструкції СЕ. Дослідження проводились з використанням: деіонізованої води, 96% етилового спирту, 49% фторидної кислоти та 10% розчину гідроксиду калію.

На експериментальних зразках СЕ, фронтальна освітлювана сторона яких покривалась почергово тонким шаром однієї із зазначених рідин, досліджувались світлові вольт-амперні характеристики, з яких визначались основні фотоелектричні і фотоенергетичні параметри СЕ, а також спектральні залежності струму короткого замикання СЕ в діапазоні довжин хвиль ∆λ = 4001200 нм, які вимірювались в режимі автоматичної підтримки постійного рівня енергетичної освітленості, після чого проводилось порівняння отриманих результатів з результатами вимірів цих же характеристик СЕ, отриманих до проведення експериментів з рідинами.

Отримані експериментальні результати показали, що нанесення на фронтальну поверхню досліджених СЕ шару рідини приводить до суттєво збільшення значень струму короткого замикання та напруги розімкнутого кола. А саме, виявлене зростання значень струму короткого замикання було до 16%, а напруги розімкнутого кола – до 7%, що обумовило зростання ефективності СЕ до 20%. При цьому найменше зростання значень фотоелектричних параметрів СЕ спостерігається у випадку використання деіонізованої води. Не виключено, що покращення фотоелектричних та фотоенергетичних параметрів досліджуваних зразків СЕ пов’язано не лише з пасивацією поверхні нанесеним шаром рідини, а також із захопленням кремнієвою поверхнею заряду, внаслідок чого може формуватися приповерхневий потенціальний бар’єр, який обмежує підведення носіїв заряду певного типу до поверхневих рекомбінаційних центрів. Більш точне встановлення всіх механізмів, відповідальних за підвищення значень фотоелектричних параметрів внаслідок покриття поверхні шаром рідини, вимагає проведення додаткових досліджень.


Висновки

В результаті проведених експериментів показано, що нанесення на фотоприймальну освітлювану поверхню КФС тонкого шару деіонізованої води, етилового спирту, фторидної кислоти чи 10% розчину гідроксиду калію призводить до зменшення величини швидкості поверхневої рекомбінації на цій поверхні та, як наслідок, до суттєвого підвищення ефективності КФС.


ЛІТЕРАТУРА

  1. Swanson R.M. Approaching the 29% limit efficiency of silicon solar cells. - Proc. 20th European Photovoltaic Solar Energy Conf. – Barcelona, Spain, 2005. - P.584-589.

  2. Горбань А.П. Вплив концентрації надлишкових носіїв заряду на ефективну швидкість поверхневої рекомбінації в кремнієвих фоточутливих структурах / А.П. Горбань, В.П. Костильов, А.В. Саченко та ін. // Укр. фіз. журн. - 2006. - Т.51, №6. - С.599-605.

  3. Черненко В.В. Вплив поверхневої рекомбінації на процеси фотоелектричного перетворення енергії в кремнієвих фоточутливих структурах / В.В. Черненко // Сенсорна електроніка і мікросистемні технології. – 2011. - Т.2 (8), №2. - С. 32-38.

  4. Yablonovitch E. Unusually low surface-recombination velocity on silicon and germanium surfaces / E. Yablonovitch, D.L. Allara, C.C. Cheng et al. // Phys. Rev. Lett. – 1986. - V. 57, N2. – P. 249-252.

Схожі:

Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconУдк 621. 315. 592 рекомбінаційні характеристики кремнієвих шарів, отриманих методом газодетонаційного осадження
М.І. Клюй, В. П. Темченко, А. В. Макаров, В. Б. Лозінський, Л. В. Авксентьєва, С. В. Литвиненко1
Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconНазва модуля: Теорія електричних кіл та сигналів Код модуля
Розрахувати вимірювальні кола на постійному струмі; досліджувати усталені та перехідні процеси проходження сигналів у вимірювальних...
Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconТеми семінарсько-практичних занять для лікарів-інтернів педіатрів
Поняття якості життя. Вплив екологічних факторів, соціально-економічного стану та психологічного оточення на здоров’я дитини
Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconО. С. Основні характеристики, суть наукових результатів роботи
Розвинуті в роботі теоретичні уявлення про процеси перемагнічування наносистем дають ключ до розуміння механізмів впливу власних...
Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconПрограма Предмет Електронні процеси переносу у напівпровідниках
Даний курс присвячений розгляду електронних процесів переносу у напівпровідниках та напівпровідникових структурах. Курс призначений...
Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconТ.І. Кузьменко 4Л. В. Бурдюженко
Розглянуто вплив елементоорганічних присадок на закономірності зношування покриттів. Установлено основні трибохімічні процеси, що...
Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconЕлектронний альбом дидактичних матеріалів до самостійної роботи з дисципліни “вища математика” Харків – хнамг 2012 Колосов А.І., Якунін А. В., Ламтюгова С. М. Кратні та поверхневі інтеграли в презентаціях
Кратні та поверхневі інтеграли в презентаціях: електронний альбом дидактичних матеріалів
Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconТериторії, де не допускається вплив людини на природні процеси
У завданнях цієї групи із запропонованих варіантів відповідей правильним є тільки один. Визначте правильний варіант відповіді
Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconЗміст зміст 3
Вплив сполук важких металів на процеси пероксидного окиснення ліпідів та функціональну активність ферментів-антиоксидантів в еритроцитах...
Вплив оточення на поверхневі рекомбінаційні процеси в кремнієвих фоточутливих структурах iconОсобливості дефектоутворення в кремнієвих сонячних елементах при протонному опроміненні

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи