ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОПЕРЕХОДНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ОДНОСТАДИЙНЫМ И ДВУСТАДИЙНЫМ МЕТОДОМ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО ТРАВЛЕНИЯ

В данной работе проведено исследование влияния постростовой технологии на фотоэлектрические характеристики многопереходных солнечных элементов. Выполнены исследования различных методов химического жидкостного травления структуры многопереходных солнечных элементов (МП СЭ) GaInР/GaAs/Ge, проведен анализ темновых вольтамперных характеристик (ВАХ), определено влияние постростовой технологии на эффективность солнечных элементов. Предложен метод одностадийного разделительного травления структуры, обеспечивающий гладкую боковую поверхность мезы, надежную пассивацию, хорошую стабильность характеристик и высокую эффективность преобразования концентрированного солнечного излучения. В результате проведённых исследований установлено, что применение предложенного метода формирования мезы МП СЭ позволяет снизить поверхностные токи утечки, повысить качество пассивации боковой поверхности мезы чипов и, следовательно, увеличить выход годных многопереходных СЭ до 90–95 % с КПД больше 35 %, (C = 10...100, AM0, 1 367 Вт/м²). Кроме того, технология одностадийного разделительного травления снижает количество операций, стоимость производства чипов и повышает надёжность при эксплуатации СЭ. Данная разработка может применяться для создания высокоэффективных наногетероструктурных концентраторных многопереходных солнечных элементов как для наземных, так и для космических целей.

1. Dimroth F., Grave M., Beutel P., Fiedeler U., Karcher C., Tibbits T.N.D., Oliva E., Siefer G., Schachtner M., Wekkeli A., Bett A.W., Krause R., Piccin M., Blanc N., Drazek C., Guiot E., Ghyselen B., Salvetat T., Tauzin A., Signamarcheix T., Dobrich A., Hannappel T. and Schwarzburg K. Wafer bonded four-junction GaInP/GaAs//GaInAsP/GaInAs concentrator solar cells with 44.7% efficiency // Progress in Photovoltaics: Re-search and Applications. 2014. Vol. 22, Iss. 3. P. 277–282.

2. Андреев В.М., Евстропов В.В., Калиновский В.С., Лантратов В.М., Хвостиков В.П. Токопрохождение и потенциальная эффективность (КПД) солнечных элементов на основе p-n-переходов из GaAs и GaSb // ФТП. 2009. Т. 43, Вып. 5. С. 671.

3. Kalinovsky V.S., Evstropov V.V. and et al. On de-pendence of the multijunction InGaP/GaAs/Ge, In-GaP/GaAs solar cell efficiency on the sunlight concen-tration // Proc. 24th European Photovoltaic Solar Energy Conference. Humburg, Gemany, 2009. P. 733.

4. Andreev V.M., Kalinovsky V.S. and et al. // Proc. 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference and 5th World Conference on Photovoltaic Energy Con-version. Valencia, Spain, 2010. P. 979.

5. Патент 2391744 РФ МПК8: H01L 31/18. Способ изготовления чипов фотоэлектрических преобразо-вателей / Андреев В.М., Ильинская Н.Д., Калюжный Н.А., Лантратов В.М., Малевская А.В., Минтаиров С.А // дата приоритета 30.12.2008.

6. Патент 2485628 РФ МПК2011: H01L 31/18. Способ изготовления чипов наногетероструктуры и травитель / Андреев В.М., Гребенщикова Е.А., Задиранов Ю.М., Ильинская Н.Д., Калиновский В.С., Малевская А.В., Усикова А.А. // дата приоритета 20.06.2013.