Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.
Скачать (прямая ссылка):
Ток короткого замыкания Jsc имел максимальное значение при температуре осаждения /-слоя 200 °С. Такое поведение /sc по-видимому связано с усилением эффекта окна, обусловленного увеличением оптической ширины запрещенной зоны в и-слое. Максимальная величина к.п.д. наблюдалась при температурах подложки 250-300 °С.
' Далее, как показано на рис. 5.5.5, в изменялась температура подложки при осаждении р-слоя, а температура осаждения п- и /-слоев составляла 250 °С. Следует отметить, что при осаждении р-слоя при температурах < 250 °С следует учитывать влияние отжига р-слоя на характеристики элемента. СЪгласно данным рис. 5.5.5, в значение Voc сохраняется постоянным в диапазоне Гпоцл = 150^350°С, в противоположность этому энергия активации р-слоя уменьшается с повышением температуры осаждения. Такое поведение может быть связано с влиянием отжига р-слоя. Максимальное значение к.п.д. отмечается при Гподл = 300 °С.
Выбранные на основании приведенных выше результатов исследования температуры осаждения р-, /- и и-слоев a-Si: Н составляли соответственно 300, 250 и 250 °С. После осаждения р-слоя толщиной 500 А при 300 °С были сформированы /-слой (5000 А) и га-слой (100 А) при 250 С. Мощность ВЧ разряда в процессе плазменного осаждения поддерживалась постоянной (10 Вт). Подложками служили зеркально-отполированные пластины нержавеющей стали и термически обработанная полиимид-ная пленка с распыленным на ней слоем нержавеющей стали. Характеристики полученных солнечных элементов были следующими:
275
1. На зеркально полированной пластине нержавеющей стали Voc = = 0,89 B,/sc = 11,7 мА/см2, КЗ = 0,60 и к.п.д. = 6,78 %.
2. На термически обработанной полиимидной пленке с напыленным слоем нержавеющей стали Voc = 0,87 В, /Si = 10,1 мА/см2, КЗ — 0,56 и к.п.д. = 5,33 %. Эти значения были получены при освещении в условиях АМ-1 (J% = 92,5 мВт/см2) на активной площади 3X3 мм2.
Характеристики a-Si: Н солнечных элементов на органической полимерной подложке
К.п.д. солнечных элементов на основе a-Si: Н с р-/-и/ОЖ)-гетерограни-цей на полиимидной пленочной подложке несколько ниже к.п.д. элементов, сформированных на зеркально-полированной пластине нержавеющей стали. С целью выяснения причин этого снижения к.п.д., оценки вклада собственно полиимидной пленочной подложки, а также напыленной на ней пленки нержавеющей стали одновременно были изготовлены солнечные элементы на основе p-i-n/ОИО на подложках из термически обработанной полиимидной пленки с напыленным слоем нержавеющей стали, зеркально-отполированной пластины нержавеющей стали с напыленным слоем нержавеющей стали и зеркально-отполированной пластины нержавеющей стали.
Свойства солнечных элементов на пластинах из нержавеющей стали отличаются от свойств солнечных элементов на подложках, содержащих ее напыленный слой. Полученные свойства солнечных элементов, нормированные на свойства элементов на подложке из зеркально-отполированной нержавеющей стали, сведены в табл. 5.5.2.
Значения V а КЗ не зависят от вида подложки, а / элементов на ос „ se
термически обработанной полиимидной пленке с напыленным слоем
нержавеющей стали и на зеркально-отполированной нержавеющей стали с напыленным слоем нержавеющей стали соответственно на 7 и 4 % ниже, чем у элементов на зеркально-отполированной пластине нержавею-
Таблица 5.5.2. Характеристики солнечных элементов иа различных подложках ( 78]
Показатель Подложка
пластина нержа- пластина нерж. ст./ полиимидная плен-веющей стали напыленная нерж. ка/напылеиная нерж. ст. ст.
Уос 1,0 -1,0 ~ 1,0
/хс 1,0 0,96 0,93
КЗ 1,0 ~ 1,0 ~ 1,0
К.п.д. 1,0 0,95 0,93
Примечание. Значения свойств нормированы на свойства элементов на подложке из пластины зеркально-отполированной нержавеющей стали
276
щей стали. Эти более низкие значения / связаны с меньшими значениями к.п.д. Авторы видят причину снижения к.п.д. в элементах на полиимидной пленочной подложке в снижении тока короткого замыкания. Половина этого снижения обусловлена использованием напыленного слоя нержавеющей стали.
С целью выяснения причин снижения к.п.д. при наличии напыленного слоя нержавеющей стали были исследованы профили распределения элементов по глубине в элементах, изготовленных на зеркально-отполированных пластинах .нержавеющей стали и пластинах нержавеющей стали с напыленным слоем нержавеющей стали. Исследование проводилось на ионном микроанализаторе. Результаты анализа показывают, что профили распределения элементов вблизи подложки аналогичны. Также выявлено, что диффузия элементов из нержавеющей стали и (или) бора в нелегированные слои в солнечных элементах любого типа не является критической.
С помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) исследована морфология поверхности каждого слоя: собственно подложки, слоя р-типа на подложке и слоя /'-типа, нанесенного на р-слой. Согласно данным СЭМ поверхность термически обработанной полиимидной пленки является относительно грубой, а поверхность зеркально-отполированной пластины нержавеющей стали гладкая.
На рис. 5.5.6 представлены фотографии СЭВ зеркально-отполирован-
