Спосіб електрохімічного осадження кремнію на метали

1. Спосіб електрохімічного осадження кремнію на метали, що включає приготування електроліту розчиненням тетраетоксисилану, як джерела кремнію, у органічному розчиннику в присутності фонового електроліту, зокрема розчинів органічних солей, пропускання випрямленого електричного струму від графітового анода через електроліт до металевого катода при перемішуванні електроліту з осадженням на катоді кремнію, який відрізняється тим, що як розчинник використовують водний розчин органічного розчинника, для фонового електроліту вибирають солі двохосновних органічних кислот, густину струму електролізу встановлюють щонайменше 150 мА/см2 і електроліз ведуть протягом 10-30 хвилин. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що між електродами прикладають напругу в межах 5-30 вольт, причому її підвищують поступово. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для проведення електрохімічної реакції застосовують пульсуючий струм. C2 2 UA 1 3 ляє елементу розміром 100×100мм виробляти 1,6Вт при середньому освітленні. В лабораторних умовах вже досягнута ефективність перетворення сонячного опромінювання близько 40%. Розрахунки показують, що завдяки оптимізації структури і параметрів перетворювача, спрямованої на зниження втрат енергії, практична ефективність може бути збільшена майже на 50%. Перетворення енергії в напівпровідникових фотоелектричних перетворювачах здійснюється на основі фотоелектричного ефекту, який виникає в неоднорідних напівпровідникових структурах кремнію, арсеніду галію, кадмію та сульфіду або телуриду кадмію. Батареї сонячних ячейок (сонячні батареї) знаходять широке застосування в космічних апаратах та сонячних електростанціях. Сонячні кремнієві напівпровідникові ячейки, як правило, містять шар кремнію з n-р переходом, для утворення якого тонкий напівпрозорий шар металу (срібло, платина або паладій) осаджується на кремнієвий шар. Ці метали являються n-напівпровідниками. Така двошарова структура покривається прозорим захисним шаром електропровідних оксидів (наприклад, оксиду цинку). Фотони, що пройшли через ці шари, поглинаються p-n вузлом. Струм відводиться від напівпровідникового шару з допомогою тонких металевих провідників. Така ячейка створює напругу в декілька вольт. Зазвичай ячейки з'єднуються паралельно і послідовно в сонячні батареї, щоб одержати необхідну потужність і напругу. Світло проходить через прозорий електрод оксиду цинку, і поглинається напівпровідником, утворюючи електрон-діркову пару. Електрон переходить з n-p вузла в оксид цинку електрода. Повертаючись назад, електрони проходять через металевий електрод в напівпровідниковий шар, де вони рекомбінують з дірками. Основна перевага таких ячейок є відсутність будь-яких рухомих компонентів, завдяки чому тривалість їх служби практично необмежена. Їх головний недолік полягає в низькій ефективності кремнієвих комерційних сонячних батарей і високій вартості сонячних ячейок. Для виготовлення кремнієвих сонячних елементів широко використовується дорога технологія вакуумного напилювання кремнію при високій температурі з використанням так званого сонячного кремнію з вмістом кремнію не менше 99,99%. Із інформаційних джерел, опублікованих ще в кінці 19ст. відомий спосіб електрохімічного осадження кремнію на металеві підкладки з використанням тетрахлориду кремнію як прекурсора [1]. Внаслідок електроосадження кремнію на ртуть в спиртовому розчині SiF4 з допомогою постійного струму був одержаний тонкий шар аморфного кремнію. Відомий також спосіб електрохімічного осадження кремнію на катод у вигляді пластини з метою одержання корозієстійкого покриття, або для використання як абсорбера термоконвертора сонячної енергії, описаного в патенті США №3990953 [2]. Спосіб включає пропускання випрямленого струму через електроліт, приготовлений у вигляді розчину кремніймістких галогенних сполук, наприклад тетрахлорида кремнію або трихлорсилану у 89744 4 безводному органічному розчиннику, наприклад пропіленкарбонаті чи Ν,Ν-диметилформаміді. Електроліз проводять в середовищі інертного газу. Перевагою способу є те, що процес ведуть при температурі