Портал освітньо-інформаційних послуг «Студентська консультація»

  
Телефон +3 8(066) 185-39-18
Телефон +3 8(093) 202-63-01
 (093) 202-63-01
 studscon@gmail.com
 facebook.com/studcons

<script>

  (function(i,s,o,g,r,a,m){i['GoogleAnalyticsObject']=r;i[r]=i[r]||function(){

  (i[r].q=i[r].q||[]).push(arguments)},i[r].l=1*new Date();a=s.createElement(o),

  m=s.getElementsByTagName(o)[0];a.async=1;a.src=g;m.parentNode.insertBefore(a,m)

  })(window,document,'script','//www.google-analytics.com/analytics.js','ga');

 

  ga('create', 'UA-53007750-1', 'auto');

  ga('send', 'pageview');

 

</script>

Розробка нових методів підвищення ефективності кремнієвих фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії

Тип роботи: 
Автореферат
К-сть сторінок: 
26
Мова: 
Українська
Оцінка: 

його використання як просвітлюючого та світлозахоплюючого покриття у структурах кремнієвих СЕ з планарною та текстурованою фронтальною поверхнею.

4. Уперше для покращення пасивуючих властивостей антивідбивних шарів на основі por-Si запропоновано використовувати електрохемічну гідрогенізацію, встановлено та досліджено оптимальні для практичного використання режими цього процесу.
5. Експериментально досліджено вплив антивідбивного покриття на основі гідрогенізованого por-Si на вихідні електричні характеристики та ККД моно- та мультикристалічних кремнієвих СЕ, здійснено його науковий аналіз.
Обґрунтованість та вірогідність отриманих у дисертації експериментальних результатів забезпечується використанням класичних експериментальних методик, а їх точність підтверджено в Інституті дослідження сонячної енергії (м. Емертхаль, Німеччина) контрольними вимірюваннями з використанням тестованих експериментальних установок. Вірогідність та точність розрахунків підтверджується незначними розбіжностями результатів теоретичного аналізу та експерименту.
Практичне значення одержаних результатів:
1. Розроблено простий для технічної реалізації метод підвищення ККД СЕ з MIS/IL структурою при їх роботі у складі високопотужних ґенераційних систем.
2. Розроблено методику оптимізації технологічних умов процесу електрохемічного анодування, яка дає змогу формувати високоефективні просвітлюючі та світлозахоплюючі покриття на основі por-Si для кремнієвих СЕ з різною структурою поверхні.
3. Встановлено та досліджено режими електрохемічної гідрогенізації por-Si, які суттєво покращують пасивуючі властивості пористих шарів.
4. На основі аналізу результатів експериментального дослідження впливу гідрогенізованого por-Si на вихідні параметри моно- та мультикристалічних кремнієвих СЕ розроблено практичні рекомендації щодо подальшого підвищення ефективності ФЕП з шаром por-Si.
Розроблені у дисертаційній роботі структури та антивідбивні покриття кремнієвих СЕ з p-n- переходом впроваджені на заводі “Логіка” ВАТ “Родон” (м. Івано-Франківськ) для створення блоків живлення дослідних зразків мікрокалькуляторів МК-05 та плануються для впровадження у серійне виробництво для створення блоків живлення мікрокалькуляторів і таймерів.
Особистий внесок здобувача. У публікаціях, написаних у співавторстві, здобувачеві належать: модель MIS/IL СЕ у режимі зовнішнього електричного зміщення та результати її розрахунку [1-2, 4-5, 7]; методика та результати оптимізації технологічних умов процесу електрохемічного формування антивідбивного покриття на основі por-Si [3, 6, 10-12]; результати дослідження режимів його електрохемічної гідрогенізації [8-9].
Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати дисертації доповідались та обговорювались на: First International Conference on Material Science of Chalcogenide and Diamond-Structure Semiconductors (Chernivtsi, Ukraine, 1994) ; V-ій Міжнародній конференції з фізики і технології тонких плівок (Івано-Франківськ, 1995) ; International School-Conference on Physical Problems in Material Science of Semiconductors (Chernivtsi, Ukraine, 1995, 1997) ; 10th International Conference of Thin Films (Salamanca, Spain, 1996) ; School-workshop “Solar Cells: A New Challenge For the Mediterranean Area (Physics of Materials for Solar Energy Conversion) ” (Portici, Italy, 1997) ; International Conference of SPIE “Photoconversion: Science and Technologies” (Warsaw, Poland, 1997) ; International Conference on Porous Semiconductors: Science and Technology (Malorca, Spain, 1998) ; 2nd World Conference on Photovoltaic Solar Energy Conversion (Vienna, Austria, 1998).
Публікації. Результати дисертаційної роботи опубліковані у 22 працях, з них 2 – у наукових журналах, 1 – у збірнику наукових праць, 1 – у патенті України на винахід, 14 – у матеріалах і тезах конференцій, 3 – у заявках на видачу патентів України та Російської Федерації, 1 – депонована у ДНТБ України.
Структура та обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається зі вступу, п’яти розділів, загальних висновків та списку використаних джерел. Вона містить 80 рисунків та одну таблицю, а її повний обсяг становить 179 сторінок. Список використаних літературних джерел містить 130 найменувань.
 
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
 
У вступі обґрунтовано актуальність дисертаційних досліджень, сформульовано їх мету та задачі, описано наукову новизну та практичну цінність результатів.
У першому розділі дисертації на основі огляду та аналізу наукових публікацій показано, що найоптимальнішими для використання у високопотужних ґенераційних системах є кремнієві ФЕП, найефективнішими з яких є СЕ з p-n- переходом та ФЕП МДН типу з індукованим інверсним шаром. Розглянуто еволюцію структур цих типів ФЕП та намічено напрямки їх подальшого розвитку. Розроблено загальну методику дисертаційних досліджень, спрямованих на підвищення ефективності кремнієвих СЕ з дифузійним та індукованим p-n- переходами.
Згідно із визначеними метою, об’єктами та методикою досліджень, другий розділ дисертації присвячено якісному та кількісному визначенню факторів, які обмежують досягнення максимальної ефективності фотовольтаїчного перетворення у структурах кремнієвих СЕ з p-n- переходом. Для цього запропоновано використати розрахунок верхньої межі теоретичного ККД згаданого типу ФЕП. Показано, що для спрощення алгоритму розрахунку та досягнення необхідної точності результатів доцільно об’єднати при моделюванні термодинамічні обчислення балансу енергії та ентропії і квантово-механічний розрахунок ґенерації та рекомбінації носіїв заряду в СЕ.
На основі розрахунку верхньої межі теоретичного ККД СЕ з p-n- переходом обчислено величину основних втрат фотоґенерованої потужності в процесі фотовольтаїчного перетворення (рис. 1). Встановлено, що для кремнієвих СЕ з дифузійним та індукованим p-n- переходами найсуттєвішими є резистивно-рекомбінаційні втрати (~36%), які спричинені негативним впливом омічного опору структури СЕ, поверхневої та об’ємної рекомбінацій, а також оптичні втрати (~47%), які є наслідком неповного поглинання падаючого світлового потоку.
Узагальнення і аналіз результатів теоретичних досліджень дає підстави стверджувати, що ефективної мінімізації омічних та оптичних втрат у СЕ з p-n- переходом можна досягнути або при використанні нових, нетрадиційних для кремнієвої фотовольтаїки ефектів, або шляхом введення в їх структуру нових
Фото Капча