Разработка технологии изготовления и исследование электрических и фотоэлектрических свойств гетеропереходов CdS/CdTe
|
СтатусДиссертация была зашищена 9 июня 2006Утверждена Национальным Советом 28 сентября 2006 Автореферат – 1.48 Mb / на румынскомДиссертацияCZU 621.315.592
|
Ключевые слова
сульфид кадмия, теллурид кадмия, тонкие плёнки, гетеропереход, солнечный элемент, механизм токопрохождения, фотолюминесценция, оптическое поглощение, оптическое пропускание, отражение, модуляционная спектроскопия, спектральное распределение фототока, термический отжиг, время жизни, релаксация фототокаАннотация
В диссертационной работе представлены результаты разработки технологии изготовления гетеропереходов CdS/CdTe в тонкоплёночном исполнениии, используя метод квазизамкнутого объёма. Подложками служили стеклянные пластины (2x2 см²) покрытые слоем SnO2. Исследовано влияние температуры источника и подложки на структуру и электрофизические свойства слоев CdS и CdTe и определены оптимальные температуры: для CdS Тист=640°С, Tподл=445°С, для CdTe Тист=550°С, Тподл=4450С. Представлены металлографические исследования и распределения элементов в слоях CdS и CdTe и определено, что в слоях CdS, кроме основных элементов (Cd и S) в процессе изготовления имеет место диффузия Sn и Si. Для повышения фоточувствительности гетеропереходы CdS/CdTe обрабатывались термически (390-420°С) в присуствии CdCl2 в течинии 15-60 мин.
Из анализа зависимостей ток-напряжение в интервале температур 78-370К было определено, что механизм токопрохождения в гетеропереходе CdS/CdTe при прямых смещениях определяется процессами туннелирования по дислокациям на границе раздела, которые пронизывают область объёмного заряда перехода. Оценка концентрации дислокаций даёт значение 2-10 см(-2). При обратных смещениях преобладают процессы многоступенчатого туннелирования через локальные центры в области объёмного заряда.
Исследование спектров фотолюминесценции, оптического поглощения и отражения показало, что на границе раздела гетероперехода, в процессе отжига в CdCl2 образуется слой твёрдых растворов CdSxTe1-x (x=0,03-0,05). Появление экситонных максимумов в оттожжённых структурах свидетельствует об улучшении кристаллической структуры и уменьшении количества дефектов в переходной области гетероперехода.
Исследование кинетики фотопроводимости в слоях CdTe показало, что в результате отжига формируется новый примесный центр с энергией активации 20 мэВ, который увеличивает время жизни неосновных носителей до 200 μs.
Гетеропереходы, отоженные в CdCl2, при ЗООК обладают постоянной фоточуствительностью в области длин волн 0,52-0,83 μм, а при понижении температуры до 78К в спектре фоточувствительности преобладает генерация электронно-дырочных пар в слое CdTe. С ростом интенсивности интегрального освещения напряжение холостого хода (Uxx) стремится к насыщению, ток короткого замыкания (Iкз) растёт линейно и при 80 мВт/см² Uxx=0,74 В, Iкз=22,3 мА/см2, коэффициент заполнения 0,43, а КПД - 8,8%.
Основные результаты опубликованы в 30 научных работах.
Диссертация написана на румынском языке, содержит 112 страниц текста, 116 рисунков 9 таблиц и 148 литературных ссылок.
Официальные оппоненты
- Teodor Şişianu
доктор хабилитат, профессор - Leonid Culiuc
доктор хабилитат, профессор, Институт прикладной физики
Диссертации
