Механизмы переноса носителей заряда в солнечных батареях на основе a-Si:H и его сплавов И c-Si

Механизмы переноса носителей заряда в солнечных батареях на основе a-Si:H и его сплавов И c-Si

Автор: Сизов, Алексей Владимирович

Шифр специальности: 05.27.06

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2004

Место защиты: Москва

Количество страниц: 177 с.

Артикул: 2740591

Автор: Сизов, Алексей Владимирович

Стоимость: 250 руб.

Введение. Глава 1. Тонкопленочные солнечные элементы на основе аБШ и его сплавов.
1.1. Принцип преобразования солнечной энергии в электрическую и основные параметры солнечных батарей.
1.2. Сплавы на основе аЭгН для получения тонкопленочных солнечных элементов.
1.3. Конструкции солнечных элементов на основе аморфных материалов.
1.3.1. Солнечный элемент с барьером Шотки.
1.3.2. Солнечный элемент с рп структурой на основе а8Н.
1.3.3. Солнечный элемент с последовательным расположением слоев рп структуры вдоль поверхности подложки.
1.3.4. Многопереходные солнечные элементы.
1.3.5. Солнечные элементы на основе гетероструктур а8НсБ.
1.4. Определение последовательного и шунтирующего сопротивлений солнечных элементов.
1.4.1. Методика Каминского, Маршана и Ложе.
1.4.2. Методика Штутенбаумера и Месфина.
1.4.3. Методика Аберла, Венама, и Грина.
1.5. Выводы.
Глава 2. Технология получения тонких пленок аморфных полупроводников и методы исследования свойств тонких пленок и параметров солнечных батарей.
2.1. Технология осаждения пленок аБШ в плазме низкочастотного кГц тлеющего разряда.
2.2. Методы исследования свойств пленок аморфных
материалов.
2.2.1. Методы определения химического состава пленок.
2.2.1.1. ИКспектроскопия.
2.2.1.2. Спектроскопия обратного рассеивания
Резерфорда.
2.2.2. Методы определения оптических и электрофизических свойств легированных и нелегированных пленок на основе аБГН.
2.2.2.1. Определение коэффициента оптического
пропускания.
2.2.2.2. Температурная зависимость темновой
проводимости.
2.2.3. Методы определения плотности состояний в щели
подвижности аморфных полупроводников.
2.2.3.1. Метод постоянного фототока.
2.2.3.2. Моделирование температурной и
генерационной зависимости фотопроводимости. Методика моделирования Шена и Вагнера.
2.3. Методы исследования параметров солнечных элементов.
2.3.1. Определение параметров солнечных батарей из
измерений световых вольтамперных характеристик.
2.3.2. Методика анализа вольтамперных характеристик в
условиях темноты.
2.3.2.1. Измерительный стенд для снятия вольтамперных характеристик в условиях темноты при различной температуре.
2.3.2.2. Методика определения параметров солнечного
элемента.
2.4. Выводы.
Глава 3. Исследование свойств тонких пленок аморфного
гидрогенизированного кремния и его сплавов.
3.1. Свойства тонких пленок аБпН.
3.1.1. Исследование состава и особенностей
микроструктуры пленок а8пН, полученных методом НЧ тлеющего разряда.
3.1.2. Оптические и электрофизические свойства а8пН.
3.1.3. Плотность состояний в щели подвижности а8пН.
3.1.4. Светоиндуцированная деградация аморфных материалов, полученных низкочастотным методом и эффект СтеблераВронского.
3.2. Свойства тонких пленок а8кН птипа.
3.2.1. Исследование состава и особенностей
микроструктуры пленок а8кН птипа.
3.2.2. Оптические и электрофизические свойства пленок п
3.3. Свойства тонких пленок аБкН ртипа.
3.3.1. Исследование состава и особенностей
микроструктуры пленок а8г.Н ртипа.
3.3.2. Оптические и электрофизические свойства пленок р
3.4. Свойства тонких пленок сплава аСН ртипа.
3.5. Выводы.
Глава 4. Технология получения солнечных элементов и
исследование их параметров.
4.1. Рьп структуры солнечных элементов на основе а8Ш и его
сплавов.
4.1.1. Солнечные элементы на основе аЭнН, сформированные с использованием метода высокочастотного плазмохимического осаждения.
4.1.1.1. Технология формирования СБ на основе аБкН с использованием метода ВЧ ПХО.
4.1.1.2. Фотоэлектрические параметры солнечных элементов на основе аЭШ и его сплавов,
сформированных с использованием высокочастотного метода.
4.1.2. Солнечные элементы на основе аБпН, сформированные с использованием метода низкочастотного плазмохимического осаждения.
4.1.2.1. Технология формирования солнечных
элементов с использованием метода НЧ ПХО.
4.1.2.2. Влияние свойств слоев а8пН и их сплавов, полученных в плазме НЧ разряда, на характеристики 1 солнечных элементов.
4.1.2.3. Влияние качества рГ границы раздела на характеристики солнечной батареи на основе аморфного 3 гидрогенизированного кремния.
4.1.2.4. Оптимизация толщины слоя нелегированного
аБШ в рмп структурных солнечных элементах.
4.1.2.5. Основные параметры солнечных элементов на основе аБпН и его сплавов, сформированных с 7 использованием низкочастотного метода.
4.2. Технология получения и фотоэлектрические параметры
солнечных батарей на основе кристаллического кремния.
4.2.1. Маршрут формирования солнечной батареи на основе монокристаллического кремния с рп переходом.
4.2.2. Основные фотоэлектрические параметры солнечных батарей на основе сБь
4.3. Выводы.
Глава 5. Моделирование вольтамперных характеристик
солнечных батарей.
5.1. Моделирование вольтамперных характеристик солнечных
батарей на основе i и его сплавов.
5.1.1. Сравнительный анализ результатов расчета с использованием различных моделей описания ВАХ СБ на 6 основе i.
5.1.2. Результаты моделирования ВАХ СБ на основе i,
измеренных в условиях освещения.
5.1.3. Результаты моделирования ВАХ СБ на основе i, измеренных в условиях темноты и механизмы токопереноса в 1 i структуре.
5.2. Моделирование вольтамперных характеристик солнечных
батарей на основе кристаллического кремния с р переходом.
5.2.1. Сравнительный анализ результатов расчета с использованием различных моделей описания ВАХ СБ на 4 основе i.
5.2.2. Результаты моделирования ВАХ СБ на основе i, измеренных в условиях освещения.
5.2.3. Результаты моделирования ВАХ СБ на основе i,
измеренных в условиях темноты и механизмы токопереноса.
5.3. Сравнение механизмов токопереноса и параметров СБ на основе i и СБ на основе i, длительное время проработавших 4 на околоземной орбите.
5.4. Выводы.
Общие результаты и выводы.
Литература


Микроэлектроника и информатика, Москва, МГИЭТ ТУ, гт тезисы доклада на 4ой Международной конференции Аморфные и микрокристаллические полупроводники, СанктПетербург, июля года опубликованы доклады на зарубежных конференциях 2 тезиса доклада на vi xiii, Ii i, 1 тезис доклада на I vi ii , , , 1 тезис доклада на ix , , , 6 2, , также в электронных конференциях Всероссийской научнотехнической дистанционной конференции Электроника, Москва, ноября г электронной конференции по подпрограмме Топливо и энергетика, научнотехнической программе Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники, Ноябрьдекабрь, МЭИ, год, Москва. Результаты также опубликованы в двух отчетах о научноисследовательской работе шифр 7ГБГр. МФХ и 7ГБГр асп. МФХ. Публикации. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов по работе, содержит 5 страниц машинописного текста, включая таблицу, рисунков, формул и список литературы в количестве 8 наименований. Глава 1. Тонкопленочные солнечные элементы на основе аН и его сплавов. Принцип преобразования солнечной энергии в электрическую и основные параметры солнечных батарей. При освещении фотоэлемента на основе рп перехода, поглощенные фотоны генерируют неравновесные элсктрондырочные пары. Те электроны, которые генерируются в рслое вблизи рп перехода, могут подходить к рп переходу и существующим в нем электрическим полем выносятся в побласть. Аналогичным образом, избыточные дырки, созданные в пслое, частично переносятся в рслой рис. Таким образом, пслой получает дополнительный отрицательный заряд, а рслой положительный. Это приводит к снижению контактной разности потенциалов между р и пслоями полупроводника, а во внешней цепи возникает напряжение рис. Величину фотоэ. О
ртт

о о
Рис. Зонная модель разомкнутого рп перехода а в начальный момент освещения б изменение зонной модели под действием постоянного освещения и возникновение фото
уравнения вольтамперной характеристики, имеющей следующий вид
1л1
где ток насыщения, 1ф фототок. Если освещенный переход нагружен сопротивлением, то в цепи течет фототок без применения внешнего источника напряжения. Вольтамперная характеристика может быть пояснена эквивалентной схемой фотоэлемента рис. Рис. Эквивалентная схема солнечного элемента. Безразмерный множитель , меньший единицы, называется коэффициентом собирания. Он показывает, какая доля всех созданных светом электроннодырочных пар собирается ряпереходом. Т 1. Рп переход шунтирует нагрузку, и при увеличении напряжения ток через него быстро возрастает. В нагрузку сопротивление я отбирается ток . Максимальная мощность, снимаемая с 1 см , равна
Ф КЗ XX ,
где величина ГР коэффициент заполнения вольтамперной характеристики, плотность тока короткого замыкания, напряжение холостого хода. Основные параметры вольтамперной характеристики в условиях освещения изображены на рис. Из измеренной в условиях освещения вольтамперной характеристики определяются 1рмакс и ирмакс ток и напряжение, соответствующие точке максимальной мощности 6. Рис. Вольтамперные характеристики в условиях освещения и темноты. Ю XX
0
1. Рнкг мощность падающего излучения, в нашем случае Рнит0 мВтсм . Б площадь солнечного элемента 6. Сплавы на основе а8пН для получения тонкопленочных солнечных элементов. Одним из путей повышения эффективности солнечных элементов на основе аЭйН является совершенствование технологических процессов, направленное на уменьшение концентрации дефектов в нелегированном и особенно в легированном слоях аморфного гидрогенизированного кремния. Это позволяет увеличить коэффициент заполнения ВАХ и соответственно получить более высокий КПД. Другое направление работ связано с получением новых гидрогенизированных сплавов с тетраэдрической координацией, что дает возможность изменять оптическую ширину запрещенной зоны в широких пределах табл. Во всех этих материалах удается управлять типом и величиной проводимости за счет гидрогенизации, термообработки и легирования. Перспективными материалами для солнечных элементов являются сплавы а. С,Н и а8й. Н. С повышением содержания углерода ширина запрещенной зоны увеличивается от 1,8 до 2,2 эВ, а при увеличении концентрации германия ширина запрещенной зоны снижается от 1,8 до 1,1 эВ. При этом слои а8п. СхН обладают достаточно хорошей фотопроводимостью 6,,. Таблица 1. Бц. Нс. К настоящему времени разработаны солнечные элементы на основе рлгетеропереходов, где в качестверслоя используется а8. СН 7типа.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.263, запросов: 229