Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.
Скачать (прямая ссылка):
Sn(0*)U
J
400 450 500 ЭВ
Рис. 5.1.14. Изменение Оже-спектра при изменении времени распыления для слоя р a-Si: Н (100 А) на подложке SnOs/стекло [20]:
Sn (в) - олово восстановленное, a-Si_: Н (В) - гидрогенизованный аморфный кремний, легированный бором; Sn (ок.) - олово окисленное
222
50 100
Время распыления, мин
Рис 5.1.15. Профиль распределения по глубине олова в слое а-5,: Н (50 и 100 А) на подложке 8п02/стекло | 20]
1,0
с 0,5
1,0
7 0,5
f РЮОА ?2^—-——?- /і50А ¦ I
,~\ 1 :па><\1уро0ень Ґ "X
__1_- -о-о-очТ""^ J-1-¦-
о-J То ' ~ш>
Время распыления, мин
Рис 5 1 16. Профиль распределения на глубине 1пи О в слое a-Si : Н (50. 100- 150 А) „а полированной подожке оксиды индия-олова/стекло [ 20]
Как видно из табл. 5.1.3 несмотря на тот факт, что наблюдаетсятолько незначительное различие в распределении индия и олова, свойства элемента обычно лучше при использовании контакта из оксида олова, (Sn02), а не из оксидов олова-индия {ОИО). По поводу влияния олова и индия на Voc следует заметить, что в чистом виде Sn и In имеют координационные числа четыре и три соответственно. Поэтому продиффундировавшее олово будет естественным образом входить в тетраэдрическую сетку a-Si: Н. В этом случае оно не будет заметно влиять на электрические свойства a-Si: Н. Индий будет выступать как легирующая примесь и его влия*-ние на электрофизические свойства окажется существенным.
223
Таблица 5.1.3. Характеристики различных солнечных элементов при освещении в условиях А.М-1 (100 мВт/см2)
Контакт* Толщина Jsc, yOCt в K3j % К.п-д., %
контакта, мА/см2 А
Sn02 2500 12,58 0,844 60,0 6,37
ОНО (ЭБ) 1000 12,58 0,768 58,4 5,64
ОНО (ЭБ + поли- 800 13,03 0,752 56,3 4,93
ровка)
6W0/SnO2 1000/100 12,73 0,840 63,8 6,83
* ОНО - оксиды индия-олова, ЭБ - электронная бомбардировка.
Таблица 5.1.4. Характеристики солнечных элементов, содержащих в качестве прозрачного контакта различные пленки ОНО, при освещении в условиях AM-1
Контакт* р>* Толщина Jsc уос, В К3,% К.п.д., %
Ом/? контак- мА/см2 та, А
Sn02 ОНО (ЭБ) 25 2500 11,67 0,874 61,4 6,26
20 1800 11,70 0,810 60,7 5,75
она 20 1380 12,52 0,836 59,5 6,23
(ЭБ (02)) ОНО (РР)
40 1280 10,69 0,815 58,2 5,07
* ОНО - оксиды индия-олова, ЭБ - электронная бомбардировка, РР - реактивное распыление. ^
** Поверхностное сопротивление.
Лучшие характеристики, как показано в табл. 5.1.4, наблюдались при использовании в элементе многослойного контакта ОИО\^пСЪ. Предполагается, что такая многослойная структура предотвращает диффузию индия и не снижает электрические и оптические свойства контакта в целом. Образцы имели различную толщину 5п02. На рис. 5.1.17 показано распределение олова и индия в двух образцах со структурой р а-51С:Н (100 А)/8пО2/0#О (1000 А), в которых толщина 8п02 составляла 100 и 400 А. Из приведенных на рисунке данных следует, что при толщине слоя БпОг 400 А диффузия индия в р-слой полностью блокируется, в то время как при толщине слоя 8п02 100 А наблюдается незначительное содержание индия в р-слое. Была также исследована зависимость характеристик элемента от толщины контакта из БпОг • Для достижения высоких свойств достаточным является изменение толщины контакта от 200 до 400 А. При использовании такого типа оптимизированного многослой-
224
ного прозрачного контакта в солнечных элементах на основе гетероперехода а-Б1С : Н/а-Б1: Н был достигнут к.п.д. 7,72 % при активной площади 1 см2 [ 21 ].
—a-SiC-HVOOAj/Snlh/OHOirOOOA)
Рис. 5.1.17. Профили распределения по глубине в слое а-Б.С: Н (100 А) на подложке Бп02/оксиды индия-олова при различных толщинах слоя Бп02 (100 и 400 А)
-1,0
0,5
1,0
0,5
- Sr\02(100A) In/
f
юо_ ? на ы
-ajr*^ T 1,
i i4
50 100 150
Время распыления, мин
Изучение морфологии фотовольтаической поверхности методом изменения тока, наведенного световым лучом
Проведено систематическое исследование морфологии поверхности солнечных элементов на основе a-Si: Н методами тока, наведенного электронным или световым лучом [22]. Эти методы являются общепринятыми при изучении влияния морфологии поверхности на фотовольтаи-ческие свойства. Однако при измерениях тока, наведенного электронным лучом, возникает несколько проблем: дороговизна оборудования, невозможность анализа больших площадей, наличие нарушений, вызванных даже такими малыми энергиями электронного луча, как 3 кэВ. Измерения тока, наведенного световым лучом, пригодны для элементов больших площадей и могут проводиться в реальных условиях их работы. Кроме того, при использовании световых лучей с различными длинами волн можно получить информацию о профиле поверхности по глубине. Схематическая диаграмма измерительной системы, используемой в
<
Рис. 5.1.18. Блок-схема установки для измерения тока, наведенного световым лучом:
/ - блок сканирования по X; 2 - блок сканирования по У; 3 - Не-№-лазер; 4 - усилитель тока; 5 - генератор сканирования; 6 - двухкоординатный самописец
225
