Процеси фотогенерації і збирання носіїв заряду в кремнійових структурах з дифузійно-польовими бар’єрами
Аналіз електрофізичних і генераційно-рекомбінаційних характеристик багатошарових кремнійових структур з дифузійно-польовими бар’єрами. Розробка конструкції та технологічної схеми виготовлення високоефективних сонячних елементів дифузійно-польового типу.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | автореферат |
Язык | украинский |
Дата добавления | 29.07.2014 |
Размер файла | 47,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
17. Semenovich V.A., Klyui N.I., Litovchenko V.G., Kostylyov V.P., Chernenko V.V. Protective coatings based on polymer-like DLC films for solar cell applications // Proceedings of 6 International Conf. “Physics and Technology of Thin Films”. - Ivano-Frankivsk - 1997. - P.129.
18. Горбань А.П., Прима Н.А., Саченко А.В., Костильов В. П., Серба О.А., Черненко В.В. Комп'ютерне моделювання впливу радіаційного опромінення протонами на кремнієві сонячні елементи // Тези доповідей 2-ї Української наукової конф. з фізики напівпровідників (УНКФН-2). - Чернівці-Вижниця, Україна. - 2004. - Т.1. - С.219.
АНОТАЦІЇ
Черненко В.В. Процеси фотогенерації і збирання носіїв заряду в кремнійових структурах з дифузійно-польовими бар'єрами. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків. - Київський національний університет ім. Тараса Шевченка. - Київ, 2005 р.
В результаті експериментальних і теоретичних досліджень, проведених в дисертаційній роботі, встановлені нові закономірності протікання нерівноважних генераційно-рекомбінаційних і фотоелектричних процесів в багатошарових фоточутливих структурах (ФС) на основі системи Si-SiO2 з приповерхневими дифузійно-польовими бар'єрами, визначені електрофізичні, генераційно-рекомбінаційні, оптичні, фотоелектричні та мікроструктурні характеристики таких структур при різних способах їх формування і наступних обробок і на цій основі розроблені фізичні і фізико-технологічні принципи підвищення ефективності процесів фотоелектричного перетворення енергії в кремнійових ФС та створені високоефективні сонячні елементи.
Ключові слова: ФС, система Si-SiO2, приповерхневі дифузійно-польові бар'єри, генераційно-рекомбінаційні процеси, фотоелектричні характеристики, ефективність процесів фотоелектричного перетворення енергії, високоефективний сонячний елемент.
Черненко В.В. Процессы фотогенерации и собирания носителей заряда в кремниевых структурах с диффузионно-полевыми барьерами. - Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков. - Киевский национальный университет им. Тараса Шевченко. - Киев, 2005 г.
В работе представлены результаты исследований особенностей протекания генерационно-рекомбинационных и фотоэлектрических процессов в кремниевых структурах с комбинированными приповерхностными диффузионно-полевыми барьерами.
Проведены экспериментальные исследования влияния различных активных физико-химических обработок, применяющихся при изготовлении фоточувствительных структур (ФС). Показано, что система Si-SiO2, сформированная методом термического окисления кремния зонной плавки в хлорной среде, имеет высокое качество границы раздела Si-SiO2 и приповерхностной области кремния в электрофизическом и структурном отношении, что свидетельствует о перспективности ее использования в кремниевых ФС.
В результате комплексных исследований показано, что сформированные в одинаковых условиях слои SiO2, термически выращенного на плоских и текстурированных участках поверхности кремния, существенно отличаются как примесным составом, так и микроструктурой переходной области. Обнаружена корреляция между повышением концентрации электрически активных примесей на текстурированных участках и возрастанием генерационной активности, плотности встроенного в окисел заряда и концентрации поверхностных электронных состояний. Экспериментально обоснованы модельные представления относительно структурно-примесной природы электрически активных центров, образовавшихся в процессе термического окисления текстурированной в водных растворах КОН поверхности кремния.
Теоретически и экспериментально проанализированы особенности просветления кремниевых слоистых ФС, в которых поверхность кремния запассивирована пленкой SiO2 с относительно низким значением показателя преломления. Показано, что при толщине пленки SiO2 до 30 нм оптические потери света в таких структурах могут быть уменьшены на 25-30% с использованием пленок Si3N4 и алмазоподобных пленок гидрогенизированного аморфного углерода (АПП). Определены и экспериментально подтверждены критерии, при выполнении которых использование АПП приводит к повышению эффективности процессов фотоэлектрического преобразования энергии в кремниевых ФС на 20-30%.
На основе результатов теоретического и экспериментального исследования кинетики релаксации малосигнальной фотоэдс в кремниевых ФС впервые установлены критерии, при выполнении которых время релаксации малосигнальной фотоэдс при наличии постоянной подсветки совпадает с эффективным временем жизни неосновных носителей заряда в базовой области этих структур. Предложен и экспериментально обоснован новый метод определения эффективного времени жизни в ФС, базирующийся на измерениях фотоэдс, и проведено сопоставление полученных данным методом результатов с результатами измерений времени жизни методом спектральных зависимостей фотоэдс в кремниевых солнечных элементах.
Впервые теоретически установлены закономерности влияния радиационного облучения протонами высоких энергий на эффективность фотоэлектрического преобразования энергии при произвольном соотношении между глубиной радиационно поврежденного слоя, длинной диффузии неосновных носителей заряда в базе до облучения и толщиной слоистой ФС. Предложена и экспериментально обоснована трехслойная модель неоднородной по глубине рекомбинации в базе ФС, в которой учитывается увеличение количества дефектов, создаваемых такими протонами в конце их пробега. Сопоставлены закономерности влияния облучения протонами и электронами на фотоэлектрические параметры ФС. Результаты теоретического анализа подтверждены результатами проведенных в работе экспериментальных исследований.
Разработана конструкция и технологические процессы опытного производства кремниевых солнечных элементов с эффективностью до 17% в условиях АМ0 и до 20% в условиях АМ1,5, характеризующиеся высокой воспроизводимостью параметров. На основе разработанных солнечных элементов совместно с СКТБ с ОП ИФП НАН Украины созданы солнечные батареи наземного назначения для переносной дозиметрической и радиометрической аппаратуры нового поколения, а также солнечные батареи космического назначения с эффективностью около 15% и удельной энергоотдачей до 190 Вт/м2, предназначенные для использования в системе энергообеспечения космического аппарата нового поколения КС5МФ2.
Разработана, изготовлена и метрологически аттестована на государственном уровне стендовая база для автоматизированного экспрессного измерения темновых и световых ВАХ в стандартных условиях и расчета на их основе электрических и фотоэнергетических параметров солнечных элементов и батарей. Эта база используется в составе Центра испытаний фотопреобразователей и батарей фотоэлектрических Института физики полупроводников им.В.Е. Лашкарева НАН Украины, аккредитированного Украинским государственным научно-производственным центром стандартизации, метрологии и сертификации.
Ключевые слова: ФС, система Si-SiO2, приповерхностные диффузионно-полевые барьеры, генерационно-рекомбинационные процессы, фотоэлектрические характеристики, эффективность процессов фотоэлектрического преобразования энергии, высокоэффективный солнечный элемент.
Chernenko V.V. Photogeneration and Сharge Сarrier Сollection Processes in Silicon Structures with Diffusion-Field Barriers. - Manuscript.
Philosophy Doctor Thesis (01.04.10 - Semiconductor and Dielectric Physics). - Taras Shevchenko Kyiv National University. - Kyiv, 2005.
As a result of theoretical and experimental investigations new regularities of non-equilibrium generation-recombination and photovoltaic processes related to multi-layer silicon photosensitive structures (PS) on the base of system Si-SiO2 with diffusion-field surface barriers are determined. Electrical, generation-recombination, optical, photoelectrical and microstructural characteristics of such PS measured by various experimental methods are obtained, and. physical and technological principles for enhancement photovoltaic conversion efficiency are developed. As a result, highefficiency silicon solar cells and modules are produced and investigated.
Key words: PS, Si-SiO2 system, diffusion-field surface barriers, generation-recombination processes, photoelectrical characteristics, photovoltaic conversion efficiency, highefficiency silicon solar cell.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Принципові особливості роботи галогенних ламп. Технологія виготовлення основних деталей лампи, її складання. Контроль та випробування готового виробу. Нормування витрат, що йдуть на виробництво лампи типу КГМ 24-60. Розробка технологічної документації.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 31.10.2012Основні параметри сонячних перетворювачів. Сучасний стан нормативного забезпечення випробувань сонячних елементів та колекторів. Комбіновані теплофотоелектричні модулі, відображення сигналу на екрані осцилографа. Відображення форм хвилі постійного струму.
курсовая работа [11,0 M], добавлен 26.06.2019Переваги та недоліки сонячних електростанцій різних типів, перспективні технології для покращення роботи як сонячних елементів, так і сонячних електростанцій. Аналіз розвитку малої енергетики у світі та в Україні на основі відновлюваних джерел енергії.
статья [635,5 K], добавлен 22.02.2018Способи та джерела отримання біогазу. Перспективи його виробництва в Україні. Аналіз існуючих типів та конструкції біогазових установок. Оптимізація їх роботи. Розрахунок продуктивності, основних параметрів та елементів конструкції нової мобільної БГУ.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 21.02.2013Особливості конструкції та технології виготовлення джерела світла ЛБ-20Е. Лампи, розраховані на роботу в стандартних мережах змінного струму без трансформації напруги. Контроль якості, принцип роботи. Нормування трудових та матеріальних витрат.
курсовая работа [315,1 K], добавлен 25.08.2012Огляд схем сонячного гарячого водопостачання та їх елементів. Розрахунок основних кліматичних характеристик, елементів геліосистеми та кількості сонячних колекторів, теплового акумулятора, розширювального бачка, відцентрового насоса, теплообмінників.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 27.01.2012Виробництво електроенергії в Україні з відновлюваних джерел. Конструкції сонячних колекторів, параметри і характеристики. Методика розрахунку характеристик сонячного колектора. Тривалість періоду після сходу Сонця. Температура поглинальної пластини.
курсовая работа [3,1 M], добавлен 14.05.2013Опис кінематичної і функціональної схеми установки сільськогосподарського призначення (кормороздавача). Розрахунок і побудова механічної характеристики робочої машини. Визначення потужності і вибір типу електродвигуна. Вибір апаратури керування і захисту.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 25.11.2014Вибір системи електроживлення будинку зв’язку за типом резервування, побудови і експлуатації. Розрахунок потужності та елементів схеми підтримання напруги на вході апаратури в заданих межах. Вибір схеми, типу резервного дизель-генераторного агрегату.
дипломная работа [129,9 K], добавлен 21.07.2015Обґрунтування силової схеми тягового електропривода для заданого типу локомотива. Вибір схеми автономного інвертора напруги. Розрахунок струму статора для зон регулювання та електрорухомої сили ротора. Обчислення зони пуску та постійної потужності.
курсовая работа [503,1 K], добавлен 10.11.2012Загальні відомості, вольт-амперна характеристика, p-i-n структури, фізичний механізм та заряд перемикання напівпровідникового діода. Особливості та експерименти по визначенню заряду перемикання сплавних, точкових, дифузійних та епітаксіальних діодів.
дипломная работа [863,1 K], добавлен 16.12.2009Моделі структур в халькогенідах кадмію і цинку. Характеристика областей існування структур сфалериту і в’юрциту. Кристалічна структура і антиструктура в телуриді кадмію. Кристалоквазіхімічний аналіз. Процеси легування. Утворення твердих розчинів.
дипломная работа [703,8 K], добавлен 14.08.2008Проблема забезпечення технологічної цілісності роботи внутрігосподарських зрошувальних систем. Технічна характеристика основного технологічного устаткування насосної станції. Розробка принципової електричної схеми керування. Вибір силового обладнання.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 20.01.2011Вибір та розрахунок елементів схеми для сонячного гарячого водопостачання; проект геліоколектора цілорічної дії. Розрахунок приходу сонячної енергії на поверхню, баку оперативного розходу води, баку акумулятора, теплообмінників, відцентрового насосу.
дипломная работа [823,4 K], добавлен 27.01.2012Природа і спектральний склад сонячного світла, характер його прямого та непрямого енергетичного перетворення. Типи сонячних елементів на основі напівпровідникових матеріалів. Моделювання електричних характеристик сонячного елемента на основі кремнію.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 17.06.2014Ознайомлення із дією сонячних електростанцій баштового типу. Визначення сонячної радіації та питомої теплопродуктивності установки. Оцінка показників системи гарячого водопостачання. Аналіз ефективності використання геліоустановки й визначення її площі.
курсовая работа [3,4 M], добавлен 30.09.2014Визначення параметрів елементів схеми заміщення. Захист від багатофазних коротких замикань. Струмовий захист нульової послідовності від замикання на землю. Автоматика включення батареї при зниженні напруги. Захист від замкнень на землю в обмотці статора.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 23.08.2012Оцінка ймовірності знайти електрон на рівні Е у власному напівпровіднику при кімнатній температурі. Визначення положення рівня Фермі, розрахунок температурної залежності власної концентрації носіїв заряду у вихідному напівпровіднику та побудова графіка.
контрольная работа [2,8 M], добавлен 18.12.2009Вибір потужностей понижуючих трансформаторів підстанції, їх навантажувальна здатність. Обгрунтування принципової електричної схеми. Розрахунок струмів короткого замикання. Компонування устаткування підстанції і конструкції розподільчих пристроїв.
курсовая работа [517,3 K], добавлен 15.03.2012Фотоефект у р-n-переходах. Поняття та принцип дії фотодіоду, його функціональні особливості, різновиди та оцінка чутливості. Вибір матеріалу для виготовлення фотодіодів, опис конструкції, розрахунок можливості реалізації рівня фотоелектричних параметрів.
дипломная работа [933,5 K], добавлен 14.07.2013