Изготовление солнечных элементов ITO/Si большой площади и исследование их свойств
|
СтатусДиссертация была зашищена 25 февраля 2011Утверждена Национальным Советом 31 марта 2011 Автореферат – 1.21 Mb / на румынском |
Аннотация
В диссертационной работе представлены результаты исследований по разработке простой и дешевой технологии изготовления солнечных элементов (СЭ) практического назначения на основе ПДП структур nSi/SiO2/n+ITO с увеличенной (78,5см2) активной площадью, включая и разработку нового типа двусторонних элементов, состоящих только из изотипных переходов, каскадных СЭ повышенной эффективности на основе аморфных и микрокристаллических тонких слоев кремния и результаты изучения их электрических и фотоэлектрических свойств. Обоснована актуальность и важность решения затрагиваемой проблемы, сформулированы цель и задачи диссертации, научная новизна полученных результатов, теоретическое и практическое значение работы. Содержит глубокий и хорошо аргументированный анализ результатов, опубликованных в специализированной литературе по теме развития исследований фотоэлектрических элементов на основе кремния.
Описан способ получения тонких слоёв SnO2 и In2O3:SnO2 (ITO) с целью изготовления фотоэлектрических структур ITO/SiO2/nSi на основе пластин кремния диаметром 100мм методом пульверизации спиртовых растворов хлоридов индия и олова, используя специально разработанную установку.
Исследована зависимость фотоэлектрических параметров изготовленных фотоэлементов от значений концентрации носителей заряда в пластинах кремния с одинаковой (100) кристаллографической ориентацией поверхности, на которой формируется переход. Определены оптические и омические потери элементов в зависимости от толщины и проводимости фронтального слоя ITO, изучены условия формирования промежуточного оксидного слоя в переходе n+ITO/SiO2/nSi и его влияние на значения фотоэлектрических параметров. Оптимизация технологии изготовления фотоэлементов на основе структур n+ITO/SiO2/nSi способствовала разработке технологической документации для изготовления СЭ с коэффициентом полезного действия (к.п.д.) 10,25%.
Изготовлением в лабораторных условиях малой серии фотоэлементов и сборка на их основе солнечных панелей мощностью 36W, измеренной в условиях естественного облучения (700-740W/m2), доказана жизнеспособность разработанной технологии. Впервые разработана концепция и структура двустороннего солнечного элемента (ДСЭ)с изотипными переходами. ДСЭ состоит из двух однотипных переходов, один из которых n+ITO/SiO2/nSi формируется на фронтальной поверхности Si упомянутым выше способом. Другой n+/nSi на тыльной поверхности формируется диффузией фосфора из жидкого источника POCl3 при температуре 850°С в течение 15 – 105 минут с последующим отжигом при 940°С в течение 180мин. В результате образуется потенциальный барьер высотой 0,1эВ, расположенный на глубине 0,8 – 1мкм от тыльной поверхности.
Смоделирована и рассчитана зонная диаграмма СЭ такого типа на примере структуры n+ITO/SiO2/nSi/n+Si. Изучены электрические и фотоэлектрические свойства этих структур, показана действенность подобного рода фотоэлементов с двусторонней чувствительностью. Описана последовательность технологических операций для изготовления ДСЭ с однотипными переходами n+ITO/SiO2/nSi/n+Si с к.п.д. 15,7%
Описан метод изготовления и результаты исследования тонкопленочных кремниевых каскадных p-i-n структур, полученных методом химического осаждения из паровой фазы в присутствии плазмы (PECVD). Эти структуры, называемые микроаморфными, состоят из верхнего фотоэлемента на основе α-Si:H и нижнего – на основе μс- Si:H. Они объединяют преимущества СЭ на основе α-Si:H и методы стабилизации их параметров. Описана последовательность технологических операций для изготовления каскадных СЭ с к.п.д. 11,1% и стабильными параметрами.
Результаты работы отражены в 31 публикациях, 1 авт.свидетельстве, представлены на 18
Международных конференциях и 7 Международных выставках и салонах.
Официальные оппоненты
- Emil Rusu
доктор хабилитат, доцент, Научно-практический институт садоводства, виноградарство и пищевых технологий - Tamara Potlog
доктор, доцент, Государственный Университет Молдовы
Члены Ученого Совета
- Leonid Culiuc, председатель
доктор хабилитат, профессор, Институт прикладной физики - Veaceslav Ursachi, секретарь
доктор хабилитат, доцент, Институт прикладной физики - Ernest Aruşanov, член
доктор хабилитат, профессор, Государственный Университет Молдовы - Valerian Dorogan, член
доктор хабилитат, профессор, Технический Университет Молдовы - Petru Gaşin, член
доктор хабилитат, профессор, Государственный Университет Молдовы
Диссертации
