Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Чопра К. -> "Тонколенточные солнечные элементы" -> 135

Тонколенточные солнечные элементы - Чопра К.

Чопра К., Дас С. Тонколенточные солнечные элементы — М.: Мир, 1986. — 435 c.
Скачать (прямая ссылка): tonkosloyniesolnichnieelementi1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 129 130 131 132 133 134 < 135 > 136 137 138 139 140 141 .. 177 >> Следующая

Возможность получения >высокоэффективных стабильных монокристаллических солнечных элементов на основе InP — CdS стимулировала исследования тонкопленочных элементов аналогичного типа, которые будут рассмотрены в следующих разделах.
Новые типы солнечных элементов
351
7.6.1 Процесс изготовления
Для изготовления тонкопленочных солнечных элементов на основе р-InP — я-CdS применяют методы вакуумного испарения [45], химического осаждения из паровой фазы [43] и испарения в сочетании с химическим осаждением из паровой фазы [46, 47]. Элементы создают на подложках из молибдена [46, 47] и графита (без каких-либо покрытий [47] и со слоем GaAs p-типа проводимости толщиной 25 мкм, содержащим большое количество легирующей примеси — Zn [43]). Наиболее эффективные приборы [43] получают методом химического осаждения из паровой фазы при использовании графитовых подложек с покрытием из GaAs. Подложка из графита эффективно отводит ток от слоя GaAs, а на границе раздела GaAs и InP образуется омический контакт с низким переходным сопротивлением. Элементы, создаваемые на подложках из молибдена и графита без слоя GaAs, из-за низкого качества тыльного контакта имеют худшие характеристики [45, 47].
Процесс изготовления [43] обычных тонкопленочных солнечных элементов на основе InP — CdS с КПД, превышающим 5%, включает нанесение на графитовую подложку со слоем GaAs методом химического осаждения из паровой фазы (с применением РС1з) поликристаллического слоя InP толщиной 50 мкм [47], а затем пленки CdS (перенос H2S осуществляется с помощью водорода). Согласно результатам измерений вольт-фарадных характеристик, концентрация легирующей примеси в р-InP равна 8,3 • 1016 см~3. В пленках CdS содержится значительно большее количество примеси (~ 1019см-3). Просветляющее покрытие из SiO получают посредством вакуумного испарения вещества при температуре подложки около 100 °С. Контакт к пленке CdS осуществляется с помощью индия, наносимого из расплава. Контактная сетка на основе In — Аи обеспечивает довольно высокое значение коэффициента заполнения вольт-амперной характеристики ( — 0,75).
При осаждении InP методом вакуумного испарения образующиеся пленки представляют собой смесь двух фаз — индия и фосфора. Пленки InP с размером зерен более 1 мкм [45], состоящие из одной фазы, могут быть получены при совместном испарении индия и фосфора из двух источников.
7.6.2 Фотоэлектрические характеристики
Тонкопленочные солнечные элементы на основе InP — CdS площадью 0,03 см2, изготовляемые методом химического осаждения из паровой фазы [43], в условиях АМ2 обладают следующими характеристиками: Voc = 0,40.. .0,46 В, /sc = 13,3 мА/см2 (у элементов с просветляющим покрытием из SiO 7SC =
352
Глава 7
= 15,4 мА/см2) и FF = 0,68. Их КПД достигает 4,9%, а при наличии просветляющего покрытия — 5,7%. У элементов, создаваемых на молибденовых подложках с помощью химического осаждения InP из паровой фазы и вакуумного испарения CdS [46], в условиях АМ1 КПД составляет 2,0 % при Voc = = 0,37 В, /5С =18 мА/см2 и FF = 0,30. Характеристики элементов в значительной степени зависят от температуры подложки в процессе осаждения CdS. Улучшению выходных параметров элементов способствует отжиг на воздухе при температуре 500 °С в течение 10 мин. Причиной получения низких значений FF является образование выпрямляющего контакта на границе раздела InP — Мо, что приводит к появлению на графике световой вольт-амперной характеристики точки перегиба. Солнечные элементы на основе InP — CdS, изготовляемые на мо-либденовых подложках исключительно методом вакуумного испарения [45], также обладают высоким последовательным сопротивлением; их КПД составляет 2,1 % при Уос = 0,51 В и FF = 0,51. Более низкие значения FF ( — 0,31) элементов, создаваемых на графитовых подложках посредством химического осаждения из паровой фазы (InP) в сочетании с вакуумным испарением (CdS) [47], обусловлены худшими характеристиками тыльного контакта. Эти элементы в условиях АМ1 имеют 4 = 2,8% и Voc = 0,40 В.
Шэй и др. [43] сообщают, что в условиях АМ2 ток короткого замыкания тонкопленочных солнечных элементов лишь на 18 % ниже, чем у монокристаллических элементов, а абсолютные значения коэффициента собирания носителей заряда примерно одинаковы. Авторы приходят к выводу о том, что даже в тонкопленочных элементах рекомбинация носителей на границе раздела не оказывает существенного влияния на эффективность их собирания. Согласно оценкам, диффузионная длина неосновных носителей в слое InP тонкопленочных элементов составляет около 0,6 мкм. Спектральный диапазон чувствительности элементов выходит за границу, определяемую шириной запрещенной зоны массивных кристаллов InP, что свидетельствует о существовании хвостов энергетических зон в области границ зерен. При увеличении глубины проникновения хвостов состояний в запрещенную зону напряжение холостого хода понижается. По мнению авторов, наличие хвостов состояний, связанных с дефектами в области границ зерен, не оказывает отрицательного влияния на фототок, но из-за уменьшения напряжения КПД солнечных элементов снижается примерно в два раза. Полагают, что при повышении качества слоя InP КПД элементов увеличится.
Предыдущая << 1 .. 129 130 131 132 133 134 < 135 > 136 137 138 139 140 141 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed