Введение
Глава 1. Современное представление о технологии формирования тонких пленок и солнечных элементов на их основе 11
1.1. Методы осаждения 11
1.1.1. Химическое осаждение 11
1.1.1.1. Пульверизация с последующим пиролизом 11
1.1.1.2. Химическое осаждение из паровой фазы 12
1.1.2. Химическое осаждение из раствора 13
1.1.2.1. Золь-гель метод 13
1.1.2.2. Осаждение пленок из растворов 14
1.1.3. Электрохимическое осаждение 14
1.2. Методы молекулярного наслаивания 17
1.2.1. Метод молекулярного наслаивания (SILAR метод) 17
1.2.2. Формирование оксидов материалов методом молекулярного наслаивания 23
1.2.3. Полисульфиды 24
1.3. Технология формирования солнечных элементов 31
1.3.1. Теория солнечных элементов 31
1.3.1.1 Двух диодная модель 32
1.3.1.2. Основные характеристики солнечного элемента 32
1.3.2. Особенности различных солнечных элементов 34
1.3.2.1. Кристаллические и аморфные структуры 34
1.3.2.2. Пассивация 35
1.3.2.3. Тонкопленочные технологии 35
1.3.2.4. Солнечные элементы с ультратонкими поглощающими слоями 36
1.4. Выводы и постановка задачи на диссертационную работу 38
Глава 2. Методика проведения эксперимента 40
2.1. Формирование тонких слоев полупроводниковых материалов методом молекулярного наслаивания SILAR 40
2.1.1. Процесс формирования тонких слоев полупроводниковых материалов методом SILAR 43
2.2. Формирование тонких слоев полупроводниковых материалов в матрице пористого анодного оксида алюминия 44
2.2.1. Формирование матрицы пористого анодного оксида алюминия 44
2.2.2. Формирование слоев полупроводникового материала в матрице пористого анодного оксида алюминия 51
2.3. Формирование солнечных элементов со сверхтонким абсорбером 52
2.4. Методы исследования 54
2.4.1. Исследование морфологии поверхности и толщины получаемых пленок методом атомно-силовой микроскопии 54
2.4.2. Спектроскопия упруго рассеяных ионов (ERDA -Elastic Recoil Detection Analysis) 55
2.4.3. Исследование оптического поглощения наноструктур методом спектрофотометрии 59
2.4.4. Изучение оптических и фотоэлектрических характеристик тестовых структур солнечных элементов 61
2.4.4.1. Поверхностное фото-ЭДС 61
2.4.4.2. Спектроскопия фототермического отклонения 63
2.4.4.3. Вольтамперные характеристики 65
2.4.4.4. Квантовая эффективность 65
Глава 3. Исследование кинетики формирования полупроводниковых материалов методом молекулярного наслаивания 68
3.1. Исследование кинетики формирования оптическими методами 68
3.1.1. Методика определения показателя преломления мембран на основе оксида алюминия 68
3.1.2. Методика расчета толщины осажденного слоя полупроводника 69
3.2. Исследование кинетики формирования методами атомно-силовой микроскопии 72
3.2.1. Исследование морфологии поверхности методами атомно-силовой микроскопии 77
3.3 Исследование оптических свойств материалов в зависимости от количества циклов осаждения 78
3.4 Выводы по главе 3 81
Глава 4. Исследование влияния состава исходных растворов на свойства структур, сформированных методом молекулярного наслаивания 82
4.1. Влияние кислотности растворов на свойства получаемых материалов... 82
4.2. Изменение края оптического поглощения 87
4.3. ERDA анализ влияния рН растворов на состав получаемых пленок 91
4.4. Исследования содержания структурных единиц соединений индия 93
4.4.1. Структурные элементы производные In2S3 и InS 93
4.4.2. Исследования содержания различных структурных элементов соединений индия в формируемых пленках 95
4.5 Выводы по главе 4 97
Глава 5. Применение метода молекулярного наслаивания в технологии формирования полупроводниковых структур 99
5.1. Исследование стехиометрии слоев солнечных элементов 99
5.1.1. Влияние кислотности раствора на свойства солнечных элементов 100
5.2. Разделение носителей заряда на контактах 101
5.3. Влияние температуры отжига на характеристики солнечных элементов 103
5.4. Влияние толщины слоя абсорбера на свойства солнечных элементов 107
5.5. Зависимость вольтамперных характеристик от интенсивности и температуры 109
5.6. Зонная диаграмма структуры солнечного элемента со сверхтонким абсорбером 116
5.6.1. Зонная диаграмма структуры солнечного элемента 116
5.6.2. Влияние состава раствора формирования на свойства солнечных элементов 118
5.6.3. Зонная диаграмма структуры солнечного элемента с буферным слоем PbInxSy 120
5.7 Выводы по главе 5 121
Заключение 123
Список использованных источников
