Твердотілий сонячний елемент

Твердотілий сонячний елемент, що складається з пластини монокристалічного кремнію, на тильну поверхню якої нанесений р+-шар, легова 3 52025 норідність рельєфу зберігається при температурі травлення кремнію 70 С - 76 С, але при більш високих температурах поруч з фоновими пірамідами спостерігаються такі, що мають вишину понад 1мкм. Їх кількість від 5% до 15%. Збільшення часу травлення сприяє інтенсивному зростанню пірамід. Так, при збільшенні часу травлення від 2хв. до 12хв. при температурах 70 С - 72 С їх вишина зростає майже у 7 разів (Фіг.1). Вплив температури від 82 С до 92 С виявляється не тільки у зростанні вишини пірамід, але й у появі значної кількості (25% - 30%) нових фігур травлення заввишки 2мкм - 5мкм. Співвідношення геометричних розмірів рельєфу та довжини хвилі променів розподіляє рельєфи на поглинальні й відбивальні відносно до спектрального інтервалу. Так, якщо геометричний розмір рельєфу перевищує довжину хвилі випромінювання, то діють закони геометричної оптики, тобто мають місце ефекти багаторазового відбиття. Якщо вишина рельєфу менша за довжину хвилі випромінювання або дорівнює їй, то така поверхня є відбивальною. На Фіг.3 зображені експериментальні залежності швидкості зростання пірамід від температури травника, яка носить експоненціальний характер, що збігається з головними положеннями теорії розчинення твердих тіл. Значення швидкості травлення знаходяться у межах 0.7мкм/хв. - 2.1мкм/хв. Встановлено, що при температурах вищих за 92 С травлення стає поліруючим. p+ шар завтовшки 2мкм на зворотному боці пластин утворювали дифузією бору з джерела ВВг3 при температурі 1000 С (Фіг.2, е), n+ емітер був сформований дифузією фосфору з джерела РОСІ3 при температурі 850 С. Товщина емітеру становила 0.3мкм, а поверхневий опір - 60Ом/ (Фіг.2, f). Плівки поруватого кремнію на зворотному боці пластин утворювались за допомогою розробленого методу електролітичного анодування у розчині HF:H2O:HCl:C2H5OH = 1.2:3:0.8:5 (Фіг.2, g). Наяв 4 ність поруватого кремнію обумовлена двома причинами. Перша пов'язана з ефектом багаторазового відбивання від фронтальної поверхні і багаторазового повного внутрішнього відбивання від меж поділу. Таким чином, збільшується ефективна довжина оптичного шляху всередині сонячного елементу, що дозволяє більш ефективно використовувати падаюче випромінювання та керувати відбивальною і поглинальною властивостями матеріалу. Друга причина пов'язана з гетеруючими здатностями поруватого кремнію. На наступному етапі методом спрей піролізу осаджувалась тонка плівка SnO2:F завтовшки 600нм при температурі 460 С (Фіг.2, h). Далі, фотолітографією створювались вікна для формування фронтальної металевої сітки (Фіг.2, і). На останньому етапі за допомогою магнетронного напилення на установці „Ораторія-2М" послідовно, спочатку на зворотному, а потім на фронтальному боках осаджували плівки алюмінію та виконували їх відпал. За допомогою фотолітографії остаточно формували фронтальну сітку (Фіг.2, j). Далі пластини розрізали за допомогою скрайберу на зразки площею 1см2. Принцип дії заявленого твердотілого сонячного елемента заснований на законі фотоефекту в неоднорідних напівпровідникових структурах при дії на них сонячного випромінювання. У сонячному елементі створюють р-n- перехід, що є доступним для світла. Під час освітлення сонячного елемента змінюється концентрація вільних носіїв зарядів, а з нею і струм. Якщо в сонячному елементі світло потрапить на p-n- перехід, то між р і n ділянками виникає напруга. Вимірювання ВАХ сонячних елементів здійснювалось за умовою потужності освітлення 100мВт/см2. В табл. наведені дані про параметри деяких сонячних елементів, виготовлених під час виконання досліджень. Таблиця Параметри сонячних елементів Номер С-1 С-2 С-3 С-3 С-4 С-5 С-6 С-7 С-8 С-9 С-10 С-11 С-12 Jsc, мА / см2 36.0 36.1 35.3 36.6 34.2 35.7 36.7 36.8 36.1 36.3 36.3 36.2 36.4 Uос мВ 597 599 587 621 605 613 622 622 601 608 615 611 617 FF 78.0 77.5 76.6 79.3 78.4 79.0 79.5 79.1 79.4 79.4 79.3 78.8 79.1 ,% 16.8 16.5 16.2 17.4 15.5 16.9 17.1 17.3 17.0 17.2 17.4 17.2 17.3 5 52025 Сонячний елемент забезпечує підвищення коефіцієнту корисної дії до 17,6% і покращення Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 6 вольт-амперних характеристик фотоелектричного перетворювання. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601