Тонколенточные солнечные элементы - Чопра К.
Скачать (прямая ссылка):
0,413 2,08 2,93 0,539 1,088 3,58 3,58 0,576
0,430 2,19 3,04 0,548 1,216 3,67 3,60 0,577
0,451 2,33 3,14 0,555 1,394 3,69 3,84 0,598
0,471 2,51 3,24 0,559 1,611 3,66 4,31 0,636
0,496 2,75 3,30 0,559 1,938 3,71 5,04 0,688
0,521 2,94 3,39 0,558 — — —
Ni 0,301 2,02 2,18 0,417 0,549 1,92 3,61 0,643
0,311 2,01 2,18 0,417 0,582 1,96 3,80 0,662
0,320 1,93 2,19 0,423 0,617 1,99 4,02 0,682
0,331 1,84 2,22 0,433 0,660 1,99 4,26 0,706
0,342 1,78 2,26 0,445 0,705 2,06 4,50 0,721
0,354 1,74 2,32 0,460 0,756 2,13 4,73 0,735
0,368 1,70 2,40 0,478 0,821 2,26 4,97 0,744
0,381 1,72 2,48 0,492 0,892 2,40 5,23 0,753
0,397 1,72 2,57 0,508 0,984 2,48 5,55 0,768
0,413 1,70 2,69 0,531 1,068 2,65 5,93 0,781
0,430 1,71 2,82 0,552 1,216 2,79 6,43 0,799
0,451 1,73 2,95 0,571 1,394 2,96 7,08 0,820
0,471 1,78 3,00 0,587 1,611 3,14 7,96 0,843
0,496 1,82 3,25 0,606 1,938 3,47 9,09 0,864
0,521 1,85 3,42 0,626 — — — —
Физические свойства тонких пленок
215
Продолжение
Металл А,, мкм п k R мкм п к R
Pt 0,256 1,169 1,929 0,445 0,999 3,419 6,299 0,769
0,444 1,939 3,159 0,583 1,969 5,919 9,799 0,835
0,588 2,629 3,539 0,590 3,289 7,499 12,199 0,864
0,667 2,909 3,659 0,594 4,649 10,899 15,499 0,885
Pd 0,292 1,179 2,229 0,514 0,704 1,859 4,649 0,750
0,310 1,209 2,349 0,534 0,756 1,949 4,889 0,760
0,354 1,229 2,649 0,589 0,821 2,059 5,189 0,77а
0,381 1,259 2,829 0,615 0,892 2,229 5,499 0,780
0,431 1,329 3,029 0,635 0,984 2,339 5,889 0,795
0,450 1,409 3,259 0,656 1,087 2,519 6,329 0,807
0,496 1,519 3,539 0,678 1,215 2,659 6,899 0,825
0,548 1,639 3,839 0,697 1,393 2,799 7,649 0,846
0,616 1,749 4,209 0,723 1,610 3,009 8,589 0,866
0,659 1,799 4,419 0,737 1,937 3,339 9,889 0,885
вило, имеют поликристаллическую структуру с размером зерен, изменяющимся при типичных условиях осаждения примерно от 10 нм (в материалах с высокой температурой плавления) до 500 нм (в благородных металлах и материалах с более низкой температурой плавления). Влияние размера зерен сказывается не только на электрических и оптических свойствах пленок, но в значительной мере и на взаимной диффузии атомов соседних слоев, поскольку в области границ зерен диффузионные процессы протекают наиболее интенсивно.
3.5 Диэлектрические пленки
При изготовлении солнечных элементов диэлектрические пленки применяются для создания электроизоляционных и промежуточных слоев между металлами и полупроводниками; кроме того, они используются в качестве пассивирующих и просветляющих покрытий. В следующих разделах кратко рассмотрены свойства нескольких видов диэлектрических пленок, влияющие на характеристики элементов, а в табл. 3.6 приведены некоторые электрические и оптические параметры этих пленок. Более детально эти вопросы рассмотрены в литературе [254, 255].
3.5.1 Электронные свойства
Исходя из общих соображений, многие считают, что можно получить совершенные по структуре диэлектрические пленки, близкие по толщине к мономолекулярным слоям и сохраняю-
216
Глава 3
Таблица 3.6. Электрические и оптические параметры диэлектрических пленок, применяемых в тонкопленочных солнечных элементах
Материал Показатель преломления1) Ширина запрещенной зоны, эВ Диэлектрическая проницаемость Энергия сродства к электрону, эВ
Si02 1,44 (1,6) ~12 4 1,00
SiO 1,7 (6,0) — 6 —
Si3N4 2,05 4 (кристал- 9 —
лический)
5 (аморфный) — —
Ta205 2,2 (0,59) 4,3 25 4,4
Ti02 2,2 .. . 2,7 (0,55) 3 30 ... 40 4,3
ZnS 2,2 (2,0) 3,7 10 3,9
MgF2 1,37 (0,59) 5,5 —
Nb206 — 3,3 39 4,56
Cu20 — 2,0 12 —
Sb203 — 4,20 — 4,22
Сг20з — 1,4 12 4,98
MgO 1,77 (0,36) 7,3 9,65 1,72
В скобках указаны значения длины волны в микрометрах.
щие диэлектрические и оптические свойства соответствующих массивных материалов. В пользу этого вывода говорят результаты некоторых единичных измерений характеристик пленок стеарата кадмия толщиной 2,46 нм, нанесенных на сколы монокристаллов BisTeySs. Сверхтонкие диэлектрические пленки, осаждаемые из паровой фазы, приобретают сплошность только при определенной толщине, зависящей от условий образования и роста зародышей, которая в случае создания аморфных пленок может составлять всего несколько десятых долей нанометра. Диэлектрические и оптические свойства несплошных гранулированных пленок зависят от коэффициента заполнения пленки веществом и от характеристик этого вещества в массивных образцах.
Полагают, что средняя длина свободного пробега носителей заряда и свойства поверхностных состояний не влияют на диэлектрические параметры пленок. Установлено, что по электрической прочности тонкие пленки оксидов не уступают массивным образцам. Если реализуется лавинный механизм пробоя, то можно ожидать, что напряженность поля, вызывающего пробой, будет увеличиваться при уменьшении толщины пленки, когда толщина пленки не превосходит средней длины свободного пробега электронов, образующих ток пробоя. Для большинства материалов этот эффект наблюдается при толщине пленки менее 2 нм. Однако в некоторых пленочных материалах зависимость электрической прочности от толщины пленки обнаружи-
