+3 8(066) 185-39-18
fПредмет:
Тип роботи:
Автореферат
К-сть сторінок:
26
Мова:
Українська
кремнієвих СЕ. Щоб запобігти пошкодження контактної гребінки під час анодування у розчині HF тривалість електрохемічної обробки було зменшено до 3-6 секунд. Для того, щоб величина анодного заряду залишалась у діапазоні оптимальних значень, зменшення часу травлення було компенсоване за рахунок збільшення густини анодного струму. Проведені оптимізаційні заходи надали можливість сформувати антивідбивні покриття на основі гідрогенізованого por-Si на поверхні структур кремнієвих СЕ без будь-якого пошкодження фронтальної контактної гребінки.
Вплив антивідбивного покриття на основі гідрогенізованого por-Si на вихідні електричні характеристики та ККД моно- і мультикристалічних кремнієвих СЕ досліджувався з використанням імітатора сонячного спектра AM 1. 5G в Інституті дослідження сонячної енергії (м. Емертхаль, Німеччина). На основі узагальнення експериментальних результатів встановлено механізм та ступінь впливу фронтального пористого шару на вихідні параметри досліджуваних СЕ (рис. 10).
Встановлено, що використання гідрогенізованого por-Si як антивідбивного покриття у структурах моно- та мультикристалічних СЕ сприяє збільшенню їх струму короткого замикання більше ніж на 50%. Однак поряд зі зменшенням оптичних втрат при використанні por-Si у структурі СЕ спостерігається також зростання резистивно-рекомбінаційних втрат, що проявляється у зменшенні напруги холостого ходу (Voc) та коефіцієнта заповнення ВАХ (FF). Завдяки цьому приріст ККД СЕ з антивідбивним покриттям на основі por-Si обмежений рівнем 30% (рис. 10).
На основі вивчення механізму резистивно-рекомбінаційних втрат у структурах СЕ з por-Si встановлено, що причиною зменшення коефіцієнта заповнення є зростання питомого опору емітера при формуванні пористого шару, а деґрадація напруги холостого ходу є наслідком впливу поверхневої рекомбінації. Для подальшого підвищення ККД СЕ з антивідбивним покриттям на основі гідрогенізованого por-Si запропоновано оптимізувати технологічні умови дифузійного процесу та стабілізувати пасивуючі властивості por-Si шляхом його капсуляції.
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ
Квантово-механічним і термодинамічним моделюванням процесу фотовольтаїчного перетворення та на основі розрахунку верхньої межі теоретичного ККД кремнієвих СЕ обчислено величину резистивно-рекомбінаційних та оптичних втрат фотоґенерованої потужності у СЕ з дифузійним та індукованим p-n- переходами.
Розроблено принципово новий метод мінімізації резистивно-рекомбінаційних втрат у СЕ з індукованим p-n- переходом, що ґрунтується на застосуванні зовнішнього електричного зміщення. Встановлено та досліджено механізм впливу зовнішнього зміщення на структурні параметри, вихідні електричні характеристики та ККД цього типу СЕ.
Запропоновано нове технічне рішення будови сонячного модуля, яке передбачає практичне використання зовнішнього електричного зміщення і дає змогу підвищити більше ніж на 25% ККД СЕ з індукованим p-n- переходом при роботі у складі високопотужних ґенераційних систем.
Удосконалено методику оптимізації та здійснено оптимізацію технологічних умов електрохемічного формування шарів пористого кремнію (por-Si). Завдяки цьому на основі por-Si створено просвітлюючі покриття для кремнієвих СЕ з дифузійним p-n- переходом, які за ефективністю зменшення оптичних втрат сумірні з найкращими антивідбивними оптичними системами.
Встановлено, що у результаті формування por-Si при густині анодного заряду від 2 до 10 Кл/см2 структура пористого шару являє собою сукупність тонкого приповерхневого мезапористого та товстого об’ємного макропористого підшарів. Розроблено технологію формування на основі таких шарів por-Si оптичних систем захоплення світла, які зменшують оптичні втрати на відбивання у діапазоні 3001150 нм з 45. 8% до 3. 32% і завдяки своїм антивідбивним властивостям не мають аналогів у світі.
Показано, що ефективного покращення пасивуючих властивостей por-Si можна досягнути електрохемічною гідрогенізацією у збагачених атомарним воднем електролітах. Встановлено та досліджено оптимальні для практичного використання режими цього процесу.
Експериментально встановлено, що використання оптимізованого антивідбивного покриття на основі гідрогенізованого por-Si у структурах моно- та мультикристалічних кремнієвих СЕ забезпечує збільшення струму короткого замикання більше ніж на 50%. Для подальшого підвищення ККД СЕ з просвітлюючим покриттям на основі por-Si запропоновано оптимізувати параметри дифузійного процесу та стабілізувати пасивуючі властивості пористого шару шляхом його капсуляції.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ:
1.Yerokhov V.Yu., Melnyk I.I. Influence of external bias to photoelectric properties of silicon MIS/IL structures // Solid-State Electronics. – 1998. – 42. – P. 883-889.
2.Буджак Я.С., Ерохов В.Ю., Мельник И.И. Влияние внешнего электрического смещения на фотоэлектрические свойства кремниевых MIS/IL структур // Физика и техника полупроводников. – 1997. – № 10. – С. 1273-1277.
3.Єрохов В.Ю., Мельник І.І. Фотоелектричні перетворювачі сонячної енергії на аморфному кремнію // Вісник Державного університету “Львівська політехніка”. – 1995. – № 297. – С. 83-90.
4.Пат. 23063 А. Україна, МКВ H 01 L 31/05. Сонячний модуль високопотужної енергетики / Єрохов В. Ю., Мельник І. І., Раренко І. М. (Україна) ; ДУ “Львівська політехніка”. – № 94086785; Заявл. 29. 08. 94; Опубл. 30. 06. 98, Бюл. № 3.
5.Ерохов В.Ю., Мельник И.И. Пути повышения КПД фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии // Гос. ун-т “Львівська політехніка”. – Львов, 1994. – 21 с. – Рус. – Деп. в ГНТБ Украины 03. 06. 94, № 1094 – Ук. 94.
6.Yerokhov V.Yu., Melnyk I.I., Iznin O.I. Photoconversion in solar cells structures with porous silicon // Proc. of SPIE “Photoconversion: Science and Technologies”. – 1998. – 3580. – P. 168-177.
7.Yerokhov V.Yu., Melnyk I.I., Konopaltseva L.I. Increase of photoconversion efficiency in MIS/IL solar cells // Proc. of SPIE “Photoconversion: Science and Technologies”. – 1998. – 3580. – P. 178-184.
8.Yerokhov V.Yu., Melnyk I.I.,