Comisia de atestare
Comisia de acreditare
Comisiile de experţi
Dispoziţii, instrucţiuni
Acte normative
PREGĂTIREA CADRELOR
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
Instituţia: Institutul de Fizică Aplicată

Statut

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

Autoreferat

Adobe PDF document – 0.86 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