Действие радиации и термодинамическая стойкость солнечных элементов, созданных на основе газовых смесей SiH₄, CH₄ и H₂

В данной работе рассматриваются различные типы и модификации солнечных элементов, изготовленных методом плазменного осаждения. Изучаются некоторые параметры тонких плёнок a-Si_1-x C_x:H, a-C:H и нк-Si двухслойного солнечного элемента (где каждый слой состоит из р-i-n структуры однослойного р-i-n перехода и гетеропереходов, в которых n⁺ слой изготавливался из a-C:H и нк-Si). Установлено, что при освещении светом мощностью 85 мВт/см² и площадью элементов 0,9 см², наибольшее значение к. п. д. двухслойных солнечных элементов составляет 9,6%. Результаты измерения некоторых физическиx параметров показывают, что более стабильные элементы изготавливаются на основе a-C:H, которые связаны устойчивым механическим и радиационно стойким напряжением.

1. Афанасьев В. П., Гудовских А. С., Неведомский В. Н. и др. Влияние термообработки на структуру и свойства пленок a-Si: H, полученных методом циклического осаждения // Физика и техника полупроводников. – 2002. – Том 36. – С. 238-243. https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/39808

2. Давыдов С. Ю. Углеродные наноструктуры на полупроводниковой подложке // Физика твердого тела. – 2019. – Том 61. – Вып. 6. – С. 1214-1220. https://doi.org/10.21883/FTT.2019.06.47701.359

3. Голикова О. А., Богданова Е. В., Бабаходжаев У. С. Кристаллизация пленок аморфного гидрированного кремния, осажденных при различных условиях // Физика и техника полупроводников. – 2002. – Том 36. – Вып. 10. – С. 1259-1262. https://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/39987

4. Кукушкин С. А., Нусупов К. Х., Осипов А. В., Бейсенханов Н. Б., Бакранова Д. И. Рентгеновская рефлектометрия и моделирование параметров эпитаксиальных пленок SiC на Si(111), выращенных методом замещения атомов // Физика твердого тела. – 2017. – Том 59. – Вып. 5. – С. 986-998. https://doi.org/10.21883/FTT.2017.05.44391.379

5. Мартовицкий В. П., Кривобок В. С. Хрупко-пластическая релаксация напряжений несоответствия в системе Si(001)/Si 1-x Ge x // Журнал Экспериментальной и Теоретической Физики. – 2011. – Т. 140. – С. 330-349. http://www.jetp.ras.ru/cgi-bin/dn/r_140_330.pdf

6. Савин А. В., Савина О. И. Динамика цепочек углеродных нанотрубок, расположенных на плоских подложках // Физика твердого тела. – 2021. – Том 63. – Вып. 1. – С. 137-145. https://doi.org/10.21883/FTT.2021.01.50412.183

7. Новиков Д. В. Эффекты микрофазового разделения и корреляции типа плотность-плотность в аморфных полимерных пленках // Физика твердого тела. – 2021. – Том 63. – Вып. 1. – С. 146-151. https://doi.org/10.21883/FTT.2021.01.50413.180

8. Князев Е. В., Болотов В. В., Ивлев К. Е., Поворознюк С. Н., Кан В. Е., Соколов Д. В. Структура и электрофизические свойства многостенных углеродных нанотрубок, подвергнутых облучению ионами аргона // Физика твердого тела. – 2019. – Том 61. – Вып. 3. – C. 564-570. https://doi.org/10.21883/FTT.2019.03.47252.259

9. Берёзкин В. И., Попов В. В., Томкович М. В. Углеродный композит на основе фуллеренов и терморасширенного графита // Физика твердого тела. – 2017. – Том 59. – Вып. 3. – С. 601-609. https://doi.org/10.21883/FTT.2017.03.44177.311

10. Наджафов Б. А. Оптические свойства тонких пленок а-Si 1–x Ge x :H (x = 0-1) // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2017. – № 1-1. – С. 20-26. https://applied-research.ru/ru/article/view?id=11086

11. Najafov B. A., Fiqarov V. R. Hydrogen content evaluation in hydrogenated nanocrystalline silicon and its amorphous alloys with germanium and carbon // International Journal of Hydrogen Energy. – 2010. – V. 35. – Issue 9. – P. 4361-4367. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2010.02.061

12. Брус В. В., Солован М. Н., Майструк Э. В., Козярский И. П., Марьянчук П. Д., Ульяницкий К. С., Rappich J. Особенности оптических и электрических свойств поликристаллических пленок CdTe, изготовленных методом термического испарения // Физика твердого тела. – 2014. – Том 56. – Вып. 10. – C. 1886-1890. http://journals.ioffe.ru/articles/viewPDF/40911

13. Taus J., Grigorovici R., Vancu A. Optical properties and electronic structure of amorphous germanium // J. of Non-Crystalline Solids. Physica Status Soli- di (b). – 1966. – V. 15. – № 1. – Р. 627-637. https://doi.org/10.1002/pssb.19660150224

14. Бокий Г. Б., Порай-Кощиц М. А. Рентгеноструктурный анализ / Под. ред. акад. Н. Б. Белова. – М.: МГУ, 1964, 488 с.

15. Cardona M. Vibrational Spectra of Hydrogen in Silicon and Germanium // Physica status solidi (b). – 1983. – Volume 118. – Issue 2. – P. 463-481. https://doi.org/10.1002/pssb.2221180202

16. Najafov B. A. Solar cells based on a-Si 0,80 Ge 0,20 :H amorphous films // Ukr. J. Phys. – 2005. – V. 50. – № 5. – Р. 483-488. http://archive.ujp.bitp.kiev.ua/files/journals/50/5/500511p.pdf

17. Наджафов Б., Абасов Ф. Получение тонких пленок для создания солнечных элементов // Фотоника. – 2014. – № 2 (44). – С. 72-78. https://www.photonics.su/files/article_pdf/4/article_4111_49.pdf

18. Наджафов Б. А., Исаков Г. И., Фигаров В. Р. Оптические свойства гидрогенизированных аморфных пленок твердого раствора а-Ge 0,85 Si 0,15 :H // Прикладная физика. – 2004. – № 4. – С. 108-114. https://applphys.orion-ir.ru/appl-04/04-4/04-4-21r.htm

19. Фрицше Х. Аморфный кремний и родственные материалы. – М.: Мир. – 1991. – 544 с.

20. S. Hasegawa, Y. Imai. Annealing effects on relationships between E. S. R., electrical and optical properties in a-Si:H // Philosophical Magazine B. – 1982. – V. 45. – No 3. – P. 347-360. https://doi.org/10.1080/13642818208246410

21. Fang C. J., Cruntz K. J., Ley L., Cardona M., Demond F. J., Müller G., Kalbitzer S. The hydrogen content of a-Ge:H and a-Si:H as determined by IR spectroscopy, gas evolution and nuclear reaction techniques // J. of Non-Crystalline Solids. – 1980. – V. 35-36. – P. 255-260. https://doi.org/10.1016/0022-3093(80)90603-1

22. Brodsky M. H., Cardona Manuel and Cuomo J. J. Infrared and Raman spectra of the silicon-hydrogen bonds in amorphous silicon prepared by glow discharge and sputtering // Physical Review B. – 1977. – V. 16. – № 8. – P. 3556-3571. https://doi.org/10.1103/Phys-RevB.16.3556

23. Наджафов Б. А., Насиров Ш. Н., Нейметов С. Р. Общая характеристика аморфных сплавов кремния. Гидрогенизация, кристаллизация и полимеризация // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). – 2024;(7):21-40. https://doi.org/10.15518/is-jaee.2024.07.021-040

24. Наджафов Б. А., Насиров Ш. Н., Насиров Ш. Н. Оптические свойства тонких пленок а-Si 1-x Ge x :H (x = 0-1) для электронных приборов // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). – 2024;(8): 18-9. https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.08.018-029

25. Наджафов Б. А., Насиров Ш. Н., Насиров Ш. Н., Вердиев Н. М. Получение тонкослойных сплавов кремния и их применение в солнечной энергетике // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE), 10(427). – 2024, стр. 12-16.