Введение
Глава 1. Солнечные элементы на основе аморфного гидрогенизированного кремния
1.1. Принцип работы и основные параметры кремниевых фотоэлектрических преобразователей 11
1.2. Основные критерии выбора полупроводникового материала для солнечных элементов
1.3. Солнечные элементы на основе аморфного кремния 19
1.3.1. Краткий обзор развития кремниевых солнечных элементов 20
1.3.2. Свойства аморфного гидрогенизированного кремния, определяющие параметры солнечных элементов 21
1.4. Основные структуры аморфных кремниевых солнечных элементов 3
1.4.1. Элементы с барьером Шоттки и МОП - структурой 32
1.4.2. Элементы с p-i-n структурой 33
1.4.3. Анализ факторов, определяющих к.п.д. преобразования солнечных элементов
1.5. Стабильность и эффекты деградации в аморфных солнечных элементах
1.6. Основные методы повышения эффективности солнечных элементов
1.6.1. Солнечные элементы на основе гетеропереходов 40
1.6.2. Солнечные элементы с многослойной структурой 42
1.7. Экономические аспекты применения солнечных элементов на основе a-Si:H 45
1.8. Выводы 48
Глава 2. Технология изготовления и методы исследования свойств солнечных элементов на основе аморфного гидрогенизированного кремния
2.1. Технологические методы получения аморфного гидрогенизированного кремния 51
2.1.1. Получение пленок a-Si:H в плазме тлеющего разряда (PECVD) 51
2.1.2. Получение пленок а-Si.H методом ХОГФ 56
2.1.3. Получение пленок a-Si:H методами фотоиндуцированного ХОГФ 60
2.1.4. Получение пленок a-Si:H методом реактивного распыления 60
2.2. Технология осаждения пленок a-Si:H в плазме низкочастотного (55 кГц) тлеющего разряда (LF PECVD) 62
2.3. Технология изготовления p-i-n солнечных элементов в низкочастотном (55 кГц) тлеющем разряде 68
2.4. Методы исследования фотоэлектрических параметров слоев a-Si:H и p-i-n солнечных элементов 71
2.4.1. Основные параметры, характеризующие пленки a-Si:H и солнечные элементы 72
2.4.2. Методика исследования температурных зависимостей темновой и фотопроводимости 74
2.4.3. Методика исследования генерационно -рекомбинационных механизмов фотопроводимости 76
2.4.4. Метод постоянного фототока 80
2.4.5. Методика исследования спектров оптического пропускания материала 86
2.4.6. Методика определения основных параметров солнечных элементов 87
2.5. Выводы 89
Глава 3. Исследование свойств аморфного кремния и сплавов на его основе, полученных в плазме НЧ тлеющего разряда. Оптимизация параметров пленок a-Si:H для солнечных элементов
3.1. Исследование оптических и электрофизических свойств нелегированных пленок a-Si:H, полученных в плазме НЧ (55 кГц) тлеющего разряда. Выбор оптимальных технологических режимов 92
3.1.1. Выбор оптимальной мощности разряда. Электрофизические и оптические свойства и структурные особенности пленок аморфного кремния 93
3.1.2. Выбор оптимальной температуры осаждения. Электрофизические и оптические свойства и структурные особенности пленок аморфного кремния 102
3.1.3. Светоиндуцированная метастабильность в a-Si:H, полученном методом НЧ тлеющего разряда 109
3.2. Исследование оптических и электрофизических свойств пленок a-Si:H и a-SiC:H р-типа, полученных в плазме НЧ (55 кГц) тлеющего разряда. Выбор оптимальных технологических режимов 114
3.2.1. Исследование оптических и электрофизических свойств пленок a-Si:H р-типа 115
3.2.2. Исследование оптических и электрофизических свойств нелегированных пленок a-SiC:H 121
3.2.3. Исследование оптических и электрофизических свойств пленок a-SiC:H р-типа 124
3.3. Исследование оптических и электрофизических свойств пленок a-Si:H n-типа, полученных в плазме НЧ (55 кГц) тлеющего разряда. Выбор оптимальных технологических режимов 126
3.4. Выводы 133
Глава 4. Исследование фотовольтаических характеристик солнечных элементов, полученных осаждением в плазме низкочастотного (55 кГц) тлеющего разряда 136
4.1. Исследование влияния свойств пленок нелегированного a-Si:H, полученных в плазме НЧ (55 кГц) разряда, на свойства стандартных солнечных элементов 136
4.2. Свойства и параметры солнечных элементов, изготовленных в низкочастотном (55 кГц) тлеющем разряде 140
4.3. Исследование влияния свойств р-слоев и резкого p/i - гетероперехода на характеристики солнечных элементов, изготовленных в низкочастотном (55 кГц) тлеющем разряде 145
4.4. Исследование влияния свойств пленок a-SiC:H р-типа (55 кГц) на характеристики солнечных элементов, изготовленных по стандартной ВЧ технологии 152
4.5. Оценка влияния свойств пленок a-Si:H n-типа на характеристики солнечных элементов, изготовленных в плазме низкочастотного (55 кГц) тлеющего разряда. 156
4.6. Модернизация конструкции фронтального р-слоя и выбор оптимальной толщины нелегированного a-Si:H р-i-n солнечных элементов 158
4.7. Выводы 163
Основные результаты и выводы 165
Литература 167
