Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
Nomenclator
Instituţii
Consilii
Seminare
Teze
Conducători de doctorat
Deţinători de grad
Doctoranzi
Postdoctoranzi
CNAA logo

 română | русский | english

CNAA / Teze / 2019 / martie /

Elemente fotovoltaice în baza structurilor semiconductoare cu canale inversate


Autor: Curmei Nicolai
Gradul:doctor în Ştiinţe fizice
Specialitatea: 01.04.10 - Fizica şi ingineria semiconductorilor
Anul:2019
Conducător ştiinţific: Dormidont Şerban
doctor habilitat, Institutul de Fizică Aplicată al AŞM
Instituţia: Institutul de Fizică Aplicată al AŞM

Statut

Teza a fost susţinută pe 11 martie 2019 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 19 aprilie 2019

Autoreferat

Adobe PDF document0.86 Mb / în română

Teza

CZU 621.315.5

Adobe PDF document 3.69 Mb / în română
126 pagini


Cuvinte Cheie

Siliciu, materiale semiconductoare oxide, heterojoncţiune, heterostructură, celulă solară, structură SIS, conversie fotovoltaică, parametri fotovoltaici, interfaţă, strat intermediar

Adnotare

Structura tezei constă din introducere, 4 capitole, concluzii generale, 107 titluri bibliografice, 100 pagini de text de bază, 78 figuri şi 10 tabele. Rezultatele prezentate în teză au fost publicate în 24 lucrări ştiinţifice.

Domeniul de cercetare: Materiale şi structuri pentru fotovoltaică. Fizica şi Tehnologia Materialelor.

Scopul tezei: Cercetarea dependenţelor parametrilor fotovoltaici a structurilor cu canale inversate (ITO/n-Si, SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si) de starea interfeţei a acestui tip de joncţiuni şi elaborarea metodelor de dirijare controlată a stării interfeţei pentru formarea barierei de potenţial, care contribuie la creşterea eficienţei conversiei a CS, bazate pe aceste structuri.

Obiectivele tezei constă în: - ameliorarea procedeelor de obţinere a joncţiunilor ITO/n-Si, SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si în vederea obţinerii mostrelor funcţionale de CS, unilaterale şi bilaterale de categoria low-cost; - elaborarea metodologiei de dirijare controlată a stării interfeţei a joncţiunii, în procesul de obţinere a acesteia; - investigarea proprietăţilor electrice şi fotovoltaice ale acestora pentru stabilirea corelaţiei între condiţiile tehnologice de preparare şi parametrii dispozitivelor obţinute.

Noutatea şi originalitatea ştiinţifică a lucrării constă în: - obţinerea în premieră a heterojoncţiunilor ITO/n-Si, SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si, obţinute prin metodele sprai-piroliză şi HFNRMS, fără utilizarea procedurii de corodare chimică a plachetelor de siliciu; - metodologia elaborată de dirijare a stării interfeţei a structurilor ITO/n-Si, SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si care permite prepararea sigură a joncţiunilor de tip SIS cu strat (canal) inversat în regiunea sarcinii spaţiale; -fabricarea în baza heterostructurilor ITO/n-Si a mostrelor funcţionale de CS unilaterale şi bilaterale de o eficienţă de conversie a energiei radiaţiei solare în energie electrică record la momentul actual pentru astfel de structuri de 15,3% pentru primele şi 14,15%/11,14% front/spate – pentru cele secunde.

Problema ştiinţifică importantă soluţionată în domeniul fizicii materialelor semiconductoare constă în determinarea prin investigarea proprietăţilor electrice, fotoelectrice, optice, structurale, morfologice şi topologice ale heterostructurilor ITO/n-Si, SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si a condiţiilor de fabricare în baza acestora a CS low-cost cu canale inversate de eficienţă comparabilă cu eficienţa CS industriale.

Semnificaţia teoretică Elucidarea proceselor fizice, care permit formarea controlată a interfeţei heterostructurilor ITO/n-Si, SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si. Valoarea aplicativă a lucrării constă în elaborarea instalaţiei, metodologiei de obţinere a heterojoncţiunilor ITO/n-Si, SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si; determinarea condiţiilor tehnologice de obţinere a heterojoncţiunilor ITO/n-Si, SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si cu canale inversate; elaborarea procedeului low-cost de fabricare a mostrelor de CS în baza heterostructurilor ITO/n-Si, SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si cu eficienţă comparabilă cu eficienţa dispozitivelor tradiţionale. Implementarea rezultatelor: Rezultatele ştiinţifice obţinute pot fi implementate în procesul instructiv-educativ la Institutul de Cercetare şi Inovare şi Facultatea de Fizică şi Inginerie ale USM. Rezultatele prezentate în teza curentă au fost publicate în 23 lucrări ştiinţifice, 3 dintre care cu factor de impact. Cercetările efectuate au fost susţinute prin acordarea Bursei nominale (pe domenii) ‖Sergiu Rădăuţanu‖, 2016-2017 şi a Bursei de excelenţă acordată de Federaţia Mondială a Savanţilor, domeniul Energie, 2016-2017.

Cuprins


1. DISPOZITIVE FOTOVOLTAICE DE TIP SEMICONDUCTOR/IZOLATOR/SEMICONDUCTOR (SIS) ŞI METAL/IZOLATOR/SEMICONDUCTOR (MIS): REALIZĂRI ŞI PROBLEME
  • 1.1 Efectul fotovoltaic şi primele celule solare
  • .2 Celule solare de tip SIS în baza siliciului
  • 1.3 Proprietăţile celulelor solare de tip SIS în baza siliciului
  • 1.4 Proprietăţile fotoelectrice ale structurilor TCO/n-Si
  • 1.5 Scopul şi obiectivele lucrării

2. METODE DE OBŢINERE A OBIECTELOR DE STUDIU
  • 2.1 Obţinerea straturilor subţiri ITO prin pulverizare pirolitică
  • 2.2 Caracterizarea plachetelor de siliciu
  • 2.3 Caracterizarea straturilor ITO, obţinute prin pulverizare pirolitică
  • 2.4 Obţinerea celulelor solare ITO/n-Si
  • 2.5 Obţinerea celulelor solare în baza joncţiunilor SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si
  • 2.6 Concluzii la Capitolul 2

3. PROPRIETĂŢILE ELECTRICE ALE OBIECTELOR DE STUDIU
  • 3.1 Caracteristicile curent-tensiune ale joncţiunilor ITO/n-Si de tip Schottky
  • 3.2 Caracteristicile curent-tensiune ale joncţiunilor ITO/n-Si de tip SIS
  • 3.3 Caracteristicile curent-tensiune ale joncţiunilor SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si
  • 3.4 Dependenţa capacitate-tensiune ale structurilor ITO/n-Si de tip Schottky şi de tip SIS
  • 3.5 Concluzii la Capitolul 3

4. PROPRIETĂŢILE FOTOELECTRICE ALE OBIECTELOR DE STUDIU
  • 4.1 Celule solare în baza joncţiunilor SiC/p-Si şi Si3N4/p-Si
  • 4.2 Dependenţa proprietăţilor fotovoltaice ai structurilor ITO/n-Si de parametrii fizici ai componentelor structurii
  • 4.3 Celule solare bilaterale în baza joncţiunilor n+ITO/n-Si/n+-Si
  • 4.4 Distribuţia spectrală a sensibilităţii structurilor Ag/n+ITO/SiOx/n-Si/n+-Si/Ag şi fiabilitatea acestora
  • 4.5 Concluzii la Capitolul 4

CONCLUZII GENERALE ŞI RECOMANDĂRI