Ключевые особенности технологических процессов, используемых «Oerlikon Solar»
Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) — активированный плазмой ВЧ разряда химический процесс, наиболее распространенный для получения пленок аморфного и микрокристаллического кремния, используемых в технологии фирмы «Oerlikon Solar». В плазме происходит …
Описание разработок технологии фирмы «Oerlikon Solar» по производству солнечных модулей на основе аморфного и микрокристаллического кремния (www. oerlikon. com)
В настоящее время солнечная энергетика является одним из наиболее перспективных видов возобновляемой энергетики. Основным устройством, используемым для прямого преобразования энергии солнечного света в электроэнергию, является солнечный модуль (СМ). Широкое применение …
Солнечные элементы на основе аморфного кремния
Наиболее значимыми на мировом рынке в области тонкопленочных солнечных элементов на основе аморфного кремния являются зарубежные компании, имеющие собственное производство гетероструктурных тонкопленочных фотопреобразователей. Ведущими производителями каскадных тонкопленочных солнечных элементов на …
Сравнительный анализ существующих на сегодняшний день тонкопленочных технологий для преобразования солнечной энергии в электроэнергию
В связи с тем, что основной материал солнечной энергетики — кремний — непрямозонный полупроводник и его коэффициент поглощения невысок, для эффективного поглощения солнечного света толщина изготавливаемых солнечных элементов должна составлять …
ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ МОДУЛИ НА ОСНОВЕ АМОРФНОГО И МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ И НА ОБОРУДОВАНИИ ФИРМЫ «OERLIKON SOLAR»
Как уже отмечалось во введении, проблемой традиционной солнечной фотоэнергетики является высокая стоимость монокристаллических кремниевых солнечных батарей — основного материала на рынке солнечной энергетики. Стоимость СБ их эффективность влияют на стоимость …
СЭ на гибкой основе
Интересным с практической точки зрения является формирование фотоэлектрических преобразователей на гибкой основе. Такие СЭ имеют существенно меньший вес, чем обычные, и легко монтируются фактически на любой поверхности. Они могут повторять …
Изготовление модулей СЭ на стеклянной подложке
Для промышленного производства модулей из СЭ на основе аморфных полупроводников могут использоваться стеклянные подложки (толщина 3 мм, ширина 0,5 м, длина 1 м), на которые наносится текстурированный слой TCO (SnO2) …
Рулонная технология изготовления модулей СЭ
При переходе от научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ к крупномасштабному поточному производству ключевыми моментами являются однородность осаждения на больших площадях, скорость осаждения, используемые газы, выход годных, воспроизводимость, возможность автоматизации. Примером поточного …
ПРОИЗВОДСТВО МОДУЛЕЙ СЭ НА ОСНОВЕ НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
Характеристики промышленно выпускаемых модулей, как правило, хуже СЭ, получаемых в лабораториях. Это связано, прежде всего, с тем, что СЭ, получаемые в лабораториях, имеют меньшие площади, более высокое качество TCO, полупроводников, …
Повышение стабильности основных параметров СЭ на основе неупорядоченных полупроводников
Деградация КПД СЭ на основе a-Si:H связана с тем, что под действием освещения возникает новое метастабильное состояние, обусловленное дефектами [27], [30]. Уменьшение КПД на 2/3 вызвано понижением коэффициента формы и …
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ И СТАБИЛЬНОСТИ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ СЭ НА ОСНОВЕ НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
6.1. Основные направления повышения эффективности солнечных элементов В настоящее время использование солнечных элементов на основе a - Si:H не приняло широкого распространения. Для улучшения качества СЭ на основе a-Si:H необходимо …
Солнечные элементы на основе гетероструктур a-Si:H/c-Si
В начале 90-х годов началась разработка солнечных элементов на основе гетероструктур a-Si:H/c-Si (HIT structure — Heterojunction with Intrinsic Thin-layer — гетероструктуры с тонким собственным слоем a-Si:H), конструкция которого представлена на …
Каскадные солнечные элементы
Большинство современных солнечных элементов обладают одним p-n - переходом. В таком элементе свободные носители заряда создаются только теми фотонами, энергия которых больше или равна оптической ширине запрещенной зоны. Другими словами, …
Заряд в полупроводнике
В аморфном кремнии квазиуровни Ферми отстоят от границ разрешенных зон более чем на 2kT. Для такого невырожденного полупроводника выполняется статистика Больцмана и концентрацию свободных носителей можно определить по формулам п …
Теоретический расчет вольт-амперной характеристики СЭ с ^—-«-структурой в темноте и под освещением
Теоретический расчет вольт-амперных характеристик солнечных элементов на основе аморфных полупроводников значительно осложняется квазинепрерывным распределением электронных состояний в щели подвижности. В запрещенной зоне кристаллических полупроводников присутствуют только отдельные дискретные уровни, которые …
Механизмы переноса носителей и темновая вольт-амперная характеристика СЭ на основе аморфных полупроводников
Измерение темновых вольт-амперных характеристик СЭ позволяет найти преобладающие механизмы переноса в солнечных элементах, которые определяют коэффициент формы, а также оценить такие важные параметры, как последовательное и шунтирующее сопротивления. В солнечных …
Солнечные элементы с ^—-«-структурой
Наибольшей эффективности солнечных элементов удалось достичь при использовании p-i-n-структур (рис. 7.1) [12], [17], [18], [21], [27], [30], [49], [92]. Широкая нелегированная /-область a-Si:H обеспечивает поглощение света и соответственно эффективную работу …
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ, КОНСТРУКЦИИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ОСНОВЕ a-Si:H
Важнейшую роль в использовании пленок a-Si:H для создания солнечных элементов сыграл тот факт, что оптическое поглощение a-Si:H в 20 раз превышает оптическое поглощение кристаллического кремния. Для существенного поглощения видимого солнечного …
Влияние термообработки на свойства наноструктурированных слоистых пленок a-Si:H
Для определения влияния температурной обработки на свойства слоистых пленок a-Si:H, содержащих нанокристаллические включения, проводился отжиг пленок с оптимальным L = 16 нм в вакууме в течении одного часа при температурах …
Свойства наноструктурированных слоистых пленок a-Si:H, содержащих нанокристаллические включения
Для выяснения процессов, протекающих при циклическом осаждении, представляют интерес исследования по спектрам ИК поглощения зависимостей концентрации водорода и типа связи от толщины слоя L, осаждаемого за цикл, для пленок a-Si:H …
Циклический метод осаждения пленок a-Si:H с промежуточной обработкой в водородной плазме
Одним из путей получения пленок a-Si:H с высокой фоточувствительностью при сравнительно низких температурах подложки (около 250 °С) является использование прерывистого (циклического) режима нанесения, при котором цикл плазмохимического осаждения пленки a-Si:H …
Технология получения пленок a-Si:H и модифицирование их структуры
6.1.1. Технологический комплекс для получения пленок a-Si:H и его модернизация Нанесение пленок a-Si:H производилось методом плазмохимического осаждения (ПХО) на основе однокамерного технологического комплекса, представляющего собой адаптированную к поставленной задаче установку …
НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫЕ ПЛЕНКИ АМОРФНОГО ГИДРОГЕНИЗИРОВАННОГО КРЕМНИЯ
Научный интерес к нанокристаллическому состоянию твердого тела связан, прежде всего, с ожиданием размерных эффектов в свойствах наночастиц и нанокристаллов, размеры которых соизмеримы или меньше, чем характерный корреляционный масштаб того или …
ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И СВОЙСТВА. МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО КРЕМНИЯ
Это условие выражается следующей реакцией, протекающей в плазме: SiH„(ra3) -о - Si^.) + иН(плазма). В плазме происходит разложение моносилана с образованием радикалов и ионов SiHw. В прямом направлении реакция …
ТЕХНОЛОГИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ
В отличие от монокристаллических полупроводников, у которых различные технологии их синтеза обеспечивают получение сопоставимых свойств, у аморфных полупроводников наблюдается прямая зависимость между структурными, электрофизическими свойствами и способом получения. Поэтому для …
Метастабильные процессы в пленках a-Si:H
Многие физические свойства неупорядоченных полупроводников определяются термодинамической особенностью этого класса материалов: их удаленностью от состояния равновесия, характерного для кристаллов. Со временем такие структуры смещаются в сторону метастабильного равновесия. Это является …
Влияние легирования на проводимость a-Si:H
Наиболее существенным эффектом, связанным с легированием a-Si:H, является изменение его проводимости на шесть-десять порядков при контролируемом введении примесей бора или фосфора [23], [25]-[30]. Наиболее распространенное объяснение механизма легирования a-Si:H заключается …
Транспорт носителей заряда
В соответствии с моделью распределения энергетических состояний Мотта — Дэвиса — Стрита возможны три механизма переноса носителей заряда в неупорядоченных полупроводниках [25]-[30], [37]-[39]. Если уровень Ферми находится в зоне локализованных …
Фотогенерация и рекомбинация неравновесных носителей заряда в аморфных полупроводниках
На рис. 3.4 приведена спектральная зависимость квантового выхода для пленок a-Si:H, полученных методом тлеющего разряда и при различных температурах [27]. Значительное поглощение наблюдается в той области, где квантовый выход имеет …
Оптическое поглощение
Из-за разупорядочения структуры и наличия в ней водорода аморфный гидрогенизированный кремний существенно отличается по оптическим свойствам [25]-[30], [36] от кристаллического кремния (рис. 3.2). Собственное, или фундаментальное, поглощение имеет важное значение …
Модель энергетического спектра носителей заряда
Несмотря на то, что до настоящего времени единой теории некристаллических материалов не существует, многие оптические и фотоэлектрические свойства могут быть объяснены исходя из представлений о зонном распределении энергетических состояний в …
Атомная структура неупорядоченных тетраэдрических полупроводников
В неупорядоченных полупроводниках, в отличие от кристаллических, отсутствует дальний порядок [25]-[30]. Вместе с тем установлено, что в неупорядоченных полупроводниках существует ближний и средний порядок. Для полупроводниковых материалов с преобладанием ковалентного …
СВОЙСТВА АМОРФНОГО ГИДРОГЕНИЗИРОВАННОГО КРЕМНИЯ И СПЛАВОВ НА ЕГО ОСНОВЕ
Положили начало широкому исследованию аморфных тетраэдрических полупроводников работы У Спира и П. Ле Комбера [23], [24]. В 1973 г. ученые обнаружили, что пленки аморфного кремния, получаемые путем разложения моносилана SiH4 …
Влияние температуры и радиации на параметры солнечных элементов
При увеличении температуры диффузионные длины в Si и GaAs возрастают, поскольку коэффициент диффузии не изменяется либо увеличивается, а время жизни неосновных носителей возрастает при повышении 42 солнечных элементов на основе …
Параметры реальных солнечных элементов
2.5.1. Эквивалентная схема и вольт-амперная характеристика реального солнечного элемента В любом солнечном элементе существуют потери мощности, обусловленные паразитными сопротивлениями. Во многих случаях достаточно ввести сосредоточенные последовательное Rn и шунтирующее Rm …
