2-курс талабаси Оптик қатламлар қўллаш орқали фотоэлектрик қурилманинг кремний асосининг қалинлигини камайтириш

Жабборов Шухратбек Шавкатбек угли
Андижон Давлат Университети физика еналиши
2-курс талабаси

Оптик қатламлар қўллаш орқали фотоэлектрик қурилманинг кремний асосининг қалинлигини камайтириш

Ушбу тезис рақамли моделлаштириш технологиясини қўллаган ҳолда кремний пластинаси қалинлигининг ўзгартирилиши орқали сиртга қопланган оптик қатламларнинг ролини таҳлил қилишга бағишланган.

Сўнги йиллардаги илмий адабиётларда ФҚнинг конструкциясида турли шаклдаги сиртий ва ҳажмий оптик мосламалар шакллантириш орқали ёруғлик нурини яримўтказгич қатламида ютилишини кучайтириш имкониятлари башорат қилиниб, алоҳида тадқиқотлар ўтказилмоқда. Бундай ғоянинг муҳим томони шундан иборатки, агар бу ғоя амалга оширилса, унинг эвазига база бўлиб хизмат қилаётган яримўтказгич қатламини камайтириш мумкин. Бу ўз навбатида яримўтказгич материални тежашга ва тайёр ФҚнинг вазнини камайтиришга олиб келади.
Бир ва кўпқатламли НҚҚҚларни ҳам шундай оптик қўшимча деб қабул қилиш мумкин. У ҳолда кремний база қатламининг ютиш қобилиятини сақлаган ҳолда унинг қалинлигини камайтириш мумкинми деган масала пайдо бўлади. Шунинг учун бир қатор тадқиқотлар ўтказилдики, унда оптимал бир кўпқатламли НҚҚҚни қўллаган ҳолда кремний базанинг турли қалинликлари учун нур ютиш ва нур қайтариш кўрсаткичларининг спектрал характеристикалари ҳисобланди.
Кристал кремнийнинг турли қалинликлари учун ўтказилган ҳисоблашларнинг бир қисми қуйидаги расмларда графиклар кўринишида келтирилган.(Расм-1)Кремний сиртида хеч қандай НҚҚҚ мавжуд бўлмаган ҳолатда кремнийда нур ютилиши расм – 1 да, нур ўтказиш кўрсаткичи эса, расм – 2 да келтирилган.
Кремний қалинлигининг камайиб бориши билан нур ютилиши қонуниятига мувофиқ, ундаги ютилиш миқдори ҳам камайиб боради. Шунингдек, бундай вақтда кремний қатлами орқали ўтган нур миқдори ҳам ортиб боради (Расм – 2).


Расм - 1. Турли қалинликдаги кремний нур ютиш кўрсаткичининг
спектрал боғланиши: 1 – d=200 мкм; 2 – d=100 мкм; 3 – d=10 мкм




Расм - 2. Турли қалинликдаги кремний нур ўтказиш кўрсаткичининг
спектрал боғланиши: 1 – d=200 мкм; 2 – d=100 мкм; 3 – d=10 мкм

Кремний пластинаси сиртига НҚҚҚ қопланганда олдинги параграфда кўрганимиздек, нур қайтиши кескин камайиб (28-30 %), нур ютилиши ортади. Ўтказилган тадқиқотларимизда кремнийда нур ютилиши анчагина яхшилансада, агар кремний базанинг қалинлигини камайтириб борсак, ўтаётган нур миқдори ҳам ортиб боради. Кремнийда нур ютилиши НҚҚҚ қўлланмаганга нисбатан анча юқори бўлсада, кремний қалинлиги камайиб бориши билан ютилишнинг мос равишда камайиб бориши кузатилади (Расм -3). Кўпкаррали ўтказилган ҳисоблашларнинг кўрсатишича, кремний қалинлигини 200 мкм дан деярли 150 мкм гача камайтирганда ютилишнинг ўзгариши жуда кичик ва асосан инфрақизил соҳага тўғри келади.

Расм - 3. Сиртида (SiN_x , d=75 нм) қатламга эга турли қалинликдаги кремний
нур ютиш кўрсаткичининг спектрал боғланиши: 1 – d=200 мкм; 2 – d=100 мкм;
3 – d=10 мкм.

Хулоса сифатида таъкидлаш мумкинки бир ва кўпқатламли НҚҚҚ структураларни кремнийнинг базасини камайтириш учун етарли қўшимча оптик мосламалар деб қабул қилиш етарли эмас. Келиб чиқадики, кремний базани етарли даражада камайтириш учун текстурлар ёки бошқа инновацион оптик ечимларни қўллаш мақсадга мувофиқ бўлар экан. НҚҚҚлар ана шундай конструкцияларда ҳам нурнинг қайтишини камайтирувчи ва қолаверса сиртнинг рекомбинацион хусусиятларини пассивлаштирувчи бўлиб хизмат қилади.

Фойдаланилган адабиетлар

1. Полупроводники, типы полупроводников, физические свойства. http://ur4nww.qrz.ru/discovery/b4.htm

2. А.Симашкевич, Е.Бобейко, Л.Брук, П.Морвилло, Ю.Усатый, В.Фёдоров, Д.Шербан Двусторонний преобразователь световой энергии в электрическую на основе изотипных переходов. // Sensor Electronics and Microsystem Technologies, 2007, No. 3. C. 30-34.
3. Солнечные батареи: потери натотражение света. https://sunnik.com.ua/ solnechnye-batarei-poteri-na-otrazhenie-sveta/
4. Технология производства кремниевых солнечных элементов. http://cellstester.narod.ru/technology.html
5. С.Зайнабидинов, Р.Алиев, М.Муйдинова Особенности поглощения излучения в кремнии с поверхностной текстурой и излучение на свойства фотоэлектрических преобразователей. // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология» 2019, № 28-33. С. 264-266.