Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Чопра К. -> "Тонколенточные солнечные элементы" -> 83

Тонколенточные солнечные элементы - Чопра К.

Чопра К., Дас С. Тонколенточные солнечные элементы — М.: Мир, 1986. — 435 c.
Скачать (прямая ссылка): tonkosloyniesolnichnieelementi1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 177 >> Следующая

224
Глава 4
с отражающим контактом изображено на рис. 4.1,6. При изготовлении фронтально-барьерных тонкопленочных элементов со структурой C112S — CdS слой CdS, как правило, наносят вакуумным испарением; тыльно-барьерные элементы создают методом пульверизации с последующим пиролизом. Однако вакуумное испарение применяют и для изготовления тыльно-барьерных элементов [18, 37]. С помощью ионного распыления или при использовании только вакуумного испарения обычно получают фронтально-барьерные элементы. Преимущество тыльно-барьерных солнечных элементов перед фронтально-барьерными состоит в том, что их тыльный металлический контакт служит одновременно и защитным покрытием, благодаря чему не требуется сложной системы герметизации. Дас и др. [15] разработали фронтально-барьерные элементы новой конструкции, в которой предусмотрена защита слоя Cu2S от воздействия внешней среды. Структура такого элемента показана на рис. 4.1, в. При его изготовлении на поверхность слоя Cu2S, осажденного на стеклянную подложку (с предварительно созданной контактной сеткой), наносят слои CdS и металла, обеспечивающие герметичность конструкции.
В тонкопленочных солнечных элементах на основе Cu2S успешно применяются различные виды подложек. Фронтальнобарьерные элементы создают на подложках из каптона 1\ покрытых слоем Zn [38], из меди со слоем Zn, получаемым электролитическим методом [6—8, 13], из кварца со слоем Cd2Sn04 [37], из стекла с предварительно нанесенными слоями Сг — Ag [И, 12], Сг —РЬ [19], Сг —Au [31], Ag [32] и Nb [33, 34], из полиамидных пленок с электролитически осажденными Fe и Au [36], а также на подложках из железа [36]. При изготовлении тыльно-барьерных элементов используют стеклянные подложки со слоями из SnOx [22, 36], SnO*, легированного сурьмой [18, 19], Sn02 — Sb203 [32], ZnO [39] и ITO [39, 41], кроме того, применяют кварцевые подложки с покрытием из Cd2Sn04 [37]. Наиболее высокие характеристики имеют фронтально-барьерные солнечные элементы с отражающим контактом, создаваемые на медных подложках с покрытием из цинка [6—8].
4.2.2 Элементы, получаемые вакуумным испарением
Процесс изготовления высокоэффективных солнечных элементов [8], у которых слой CdS получают с помощью вакуумного испарения, а слой Cu2S — посредством окунания, состоит из следующих технологических операций. На поверхность гибкой подложки из медной фольги толщиной около 35 мкм мето-
Каптон — фирменное название выпускаемых в США полиимидных пленок, обладающих высокой термостойкостью, большой механической прочностью и хорошими электроизоляционными свойствами. — Прим. перев.
Солнечные элементы на основе сульфида меди
дом электролитического осаждения наносят пленку цинка толщиной около 80 нм, причем для осаждения Zn выбирают ту сторону подложки, которая обладает наиболее грубым поверхностным рельефом (с размером неровностей 8. ..10 мкм). Пленка Zn служит омическим контактом к создаваемому затем слою CdS, а также препятствует взаимодействию вещества подложки с молекулами S2, приводящему к образованию Cu2S в процессе испарения CdS. Помимо этого в результате взаимной диффузии Zn и Си при осаждении CdS формируется высокоотражающий слой латуни с низким содержанием цинка. На медную подложку с пленкой Zn, нагреваемую излучением примерно до 220 °С, наносят слой CdS п-типа толщиной 30 мкм с ориентированной столбчатой структурой (ось с перпендикулярна плоскости подложки) и удельным сопротивлением 1...10 Ом «см. Графитовый испаритель, имеющий форму баллона и заполненный порошкообразным сульфидом кадмия (см. разд. 2.2.1.4) под-
держивается при температуре около 1000 °С. Скорость осаждения CdS равна 1...2 мкм/мин. Размер зерен в поликристалли-ческом слое CdS составляет ~5 мкм. Затем при окунании образца в раствор, содержащий ионы меди, в котором на 1 л Н20 приходятся 2 г NaCl и 6 г CuCl (рН~3. ..4), в результате реакции замещения, протекающей при 90 °С, на поверхности CdS образуется пленка Cu2S толщиной 30 нм. Перед Окунанием поверхность слоя CdS подвергают химическому травлению в 50%-ном растворе НС1 при температуре 60 °С в течение 2 с, в результате чего поверхность становится текстурированной, с равномерно распределенными выступами пирамидальной формы, наличие которых способствует дополнительному поглощению света. Последующая термообработка образцов со структурой Cu2S — CdS в восстановительной атмосфере, обычно осуществляемая в присутствии СО при температуре 170 °С в течение 16 ч, необходима для улучшения стехиометрии Cu2S, дальнейшего роста слоя латуни на границе раздела Zn — Си, ослабляющего поглощение света подложкой, и возникновения электрического поля электронно-дырочного перехода в слое CdS. Затем на поверхность Cu2S посредством вакуумного испарения золота наносится контактная сетка толщиной 2... 4 мкм с плотностью полос 32 см-1, пропускающая к поверхности элемента 95 % падающего излучения. Заключительной технологической операцией является осаждение на рабочую поверхность прибора методом вакуумного испарения просветляющего покрытия из SiO толщиной 70 нм. Благодаря этому покрытию и влиянию поверхностного рельефа пленки CdS и медной подложки, а также вследствие низкой степени затенения освещаемой поверхности
Предыдущая << 1 .. 77 78 79 80 81 82 < 83 > 84 85 86 87 88 89 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed