Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Чопра К. -> "Тонколенточные солнечные элементы" -> 105

Тонколенточные солнечные элементы - Чопра К.

Чопра К., Дас С. Тонколенточные солнечные элементы — М.: Мир, 1986. — 435 c.
Скачать (прямая ссылка): tonkosloyniesolnichnieelementi1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 99 100 101 102 103 104 < 105 > 106 107 108 109 110 111 .. 177 >> Следующая

Солнечные элементы, изготовляемые из междендритных кремниевых лент [9, 10], в условиях АМ1 имеют КПД до 14 %, а типичные значения их КПД составляют ~12 %. Максимальный КПД (в условиях АМ1) солнечных элементов, создаваемых из профилированных кремниевых лент, выращиваемых методом вытягивания из расплава через фильеры [11, 12], приближается к 12%, тогда как среднее значение КПД составляет ~10%. У солнечных элементов со структурой полупроводник— диэлектрик — полупроводник площадью 1 см2 на основе поликристаллического кремния /г-типа и слоя ITO, осаждаемого методом пульверизации с последующим пиролизом* получен КПД 11,2% [13]. Солнечные элементы со структурой
Поликристаллические кремн. солн. элементы
277
полупроводник —диэлектрик — полупроводник на основе поли-кристаллического кремния p-типа и слоя ITO, создаваемого методом ионно-лучевого распыления [13], имеют КПД 11,5% при площади 11,5 см2 и 9% при площади 18,5 см2. Из поли-кристаллического кремния p-типа изготовлены солнечные элементы с инверсионным слоем и структурой металл — диэлектрик— полупроводник [13] площадью 1 см2, КПД которых составляет ~8 %.
5.3. Технология изготовления
Тонкие пленки кремния, применяемые для создания солнечных элементов, получают посредством химического осаждения, из паровой фазы [2, 14—22], электронно-лучевого испарения. [23], нанесения на керамические подложки [24—26] и осаждения на многократно используемые подложки (с последующим отделением за счет неравномерного теплового расширения) [3]. Наиболее высокие значения КПД (9... 12 %) достигнуты у элементов на основе кремниевых пленок, нанесенных методом химического осаждения из паровой фазы [2, 14, 15, 18, 19], и пленок, рекристаллизованных после отделения от многократно* используемых подложек [3]. Для изготовления элементов применяют подложки из различных материалов, в том числе из стали с антидиффузионным слоем боросиликата [20], графита [20],, очищенного металлургического кремния [17, 21] и оксида алюминия, покрытого слоем титана [22],— при осуществлении химического осаждения из паровой фазы; из сапфира [23] — при вакуумном испарении; из углерода [26] и муллита, покрытого^ слоем углерода [24],— при выращивании поликристаллического ленточного материала из расплава; из молибдена [3] — в случае осаждения пленок с последующим отделением от подложек, а также из рекристаллизованного металлургического кремния [2, 14, 16, 18, 19] и профилированных кремниевых лент, получаемых методом вытягивания из расплава через фильеры [15],— при эпитаксиальном осаждении пленок.
Тонкопленочные кремниевые солнечные элементы, как правило, имеют структуру просветляющее покрытие — контактная сетка — п+-Si—p+-Si— подложка; кроме того, в некоторых работах [25, 26] исследовались элементы со структурой металл — диэлектрик — полупроводник. Типичный процесс изготовления высокоэффективных солнечных элементов [2, 16] состоит из следующих этапов: 1) распыление расплава металлургического кремния и его очистка посредством многократного выщелачивания в водной среде; 2) осуществление направленной кристаллизации расплава на поверхности графитовых пластин (служащих подложками), в результате которой образуются слои металлургического кремния р+-типа с низким удельным сопро-
278
Г лава 5
тивлением (0,01 Ом-см), состоящие из довольно крупных кристаллитов; 3) последовательное выращивание эпитаксиального слоя p-Si толщиной ~25 мкм с удельным сопротивлением *0,1... 1 Ом-см и неоднородно легированной пленки M+-Si толщиной ~10 мкм методом химического осаждения из паровой фазы с использованием термически активированной реакции восстановления трихлорсилана (необходимая легирующая примесь содержится в водороде) при температуре подложки около 1150°С и средней скорости роста ~1 мкм/мин; 4) получение контактной сетки с помощью вакуумного испарения Ti и Ag через металлическую маску; 5) создание просветляющего покрытия из Sn02 путем окисления тетраметилолова при температуре 400 °С в атмосфере Аг; 6) отжиг полученной структуры в атмосфере Не, стимулирующий диффузию примесей к границам зерен. Графитовая пластина служит омическим контактом к р+-области элемента, а низкоомная подложка из металлургического кремния р+-типа обусловливает появление электрического поля на границе раздела p-Si—p+-Si вблизи тыльной поверхности. Вследствие неоднородного легирования верхнего слоя М+-Si в нем образуется тянущее электрическое поле.
При изготовлении солнечных элементов из кремниевых пленок, создаваемых методом вакуумного испарения [23], а также пленок, выращиваемых на керамических [24] и многократно используемых [3] подложках, легирование и формирование р—п-перехода осуществляются с помощью обычной диффузионной технологии.
5.4. Эффективность фотоэлектрического преобразования солнечного излучения
Фотоэлектрические характеристики и значения КПД нескольких типов тонкопленочных кремниевых солнечных элементов, изготовляемых различными методами, представлены в табл. 5.1. В следующих разделах будут рассмотрены факторы, ълияющие на характеристики этих элементов.
Предыдущая << 1 .. 99 100 101 102 103 104 < 105 > 106 107 108 109 110 111 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed