Фотоэлектрические параметры солнечных элементов на основе кремния легированного гольмием

Download 91,5 Kb. bet 2/2 Sana 03.07.2022 Hajmi 91,5 Kb. #736168

Bog'liq
Янги макола Рахматов

531.5	23.1	0.65	11.4	532	21.1	0.63
9.9

Исследование природы радиационных дефектов и их влияния на электрофизические свойства кремния является одним из актуальных направлений физики твердого тела. Оно становится все более актуальнее в связи с необходимостью разработки физических основ создания радиационно- и термостойких материалов, а также солнечных элементов на их основе.Эти проблемы в основном решаются ослаблением эффективности воздействия излучения на изменение параметров облучаемых полупроводниковых материалов, и соответственно, солнечных элементов путем подбора и введения специальных примесей в объем матрицы [7-9].Повышенный интерес к вопросам, связанным с влиянием радиации на СЭ, поддерживается все более растущей потребностью на фотоэлектрическую энергию на космических летательных аппаратах, что требует продолжения научно-исследовательских работ по этому направлению.

В связи с этим нами было исследовано влияние γ- облучения на деградацию электрофизических параметров монокристаллического кремния, легированного атомами гольмия. Установлено, что в кремнии легированного гольмием удельное сопротивление и время жизни неосновных носителей заряда при дозах облучения 10⁹ Р изменяется всего от 15-17 Ом·смдо 22-26 Ом·см и от 30-60 мкс до 28-50 мкс соответственно, тогда как в кремнии без гольмияэто изменение составляет величину от 15-27 Ом·смдо 5,7·10⁴Ом·см и от 30-60 мкс до 1-10 мкс. Поэтому была отработана технология изготовления солнечных элементов на основе дополнительного легирования атомами гольмияSi
и Si
при одинаковых условиях. Исследованы их основные параметры и эффективность. Установлено, что эффективность СЭ изготовленных на основе Si
выше, чем эффективность СЭ изготовленных на основе Si
.
Измерение ВАХ СЭ на основе Si
и Si
проводилось под имитатором солнечного излучения при одинаковых условиях. После измерения ВАХ солнечные элементы подвергались облучению гамма–квантами от источников Со⁶⁰. Доза облучения менялась от 10⁵ Р до 10⁹ Р. Параметры СЭ измерялись после доз облучения 10⁵ Р, 10⁶ Р, 10⁷ Р, 10⁸ Р и
10⁹ Р.
На рис. 1 и 2 приведена соответственно зависимость изменения тока короткого замыкания и напряжения холостого хода от дозы облучения. Ток короткого замыкания у СЭ на основе Si
(кривая 1) после гамма-облучения с дозой 10⁹ Р уменьшается на 13% относительно необлученных. Напряжение холостого хода уменьшилось на 11%. Деградация параметров контрольных СЭ на основе Si
(кривая 2), подвергнутых облучению в аналогичных условиях, составила по напряжению 25%, и по току 80% соответственно.



Рис. 1. Относительное изменение тока короткого замыкания от дозы гамма-излучения для солнечных элементов: 1- Si
; 2- Si
.



Рис. 2. Относительное изменение холостого хода от дозы гамма-излучения для солнечных элементов: 1- Si
; 2- Si
.
Основным проявлением радиационного повреждения как дополнительно легированных, так и контрольных СЭ является увеличение концентрации дефектов в полупроводнике, которое обусловливает уменьшение времени жизни неосновных носителей заряда и как неизбежное следствие – снижение КПД солнечного элемента.
Анализ полученных результатов исследования электрических и оптических свойств облученных – легированных Si
и контрольных образцов дает возможность описать кинетику взаимодействия радиационных дефектов с примесными атомами, а также сущность радиационной стойкости полученного материала Si
.

ЛИТЕРАТУРА

1. А. А. Барыбин, В.И. Томилин, В.И. Шаповалов. Физико-технологические основы макро-, микро-, наноэлектроники / Москва: Физматлит, 2010, 774 с.
2. Кожитов Л.В., Тимошина М.И., Пильдон В.И., Шепель П.Н. «Влияние примесей на радиационную стойкость кремния, тезисы докладов Третьей Российской конференции «Кремний-2003», с. 443.
3. Толипов Ф. Автореф. Дис. док. Физ –мат. Наук. – Ташкент , 1994.
4. Тошев А.Р., Тачилин С.А., Илиев Х.М. «Радиационная стабильность кремниевых солнечных элементов легированных гольмием» // Журнал «Доклады академии наук», Ташкент, №5, с. 39-41, 2009.
5. Е.П. Николаева Н.Н. Кошелева. Точечные дефекты в кристаллах//Учебное пособие. Воронеж 2016. С.132.
6. Малкович Р.Ш., Назыров Д.Э. «Геттерированиебыстродиффундирующих примесей в кремнии редкоземельными элементами». // Письма в ЖТФ, 1989, т. 15, в. 4, с. 38-40.
7. В.Е. Egamberdiev,Toshev A.R. Stability of silicon-based solar cell parameters implanted with rare earth elements// Pakistan 2017 г.
8. В.Е. Egamberdiev, A.T. Rahmonov, A.R.Toshev Radiation stability of silicon-based solar cell parameters implanted with rare earth elements// Международноеконференция. London. 2015г. С 23-27.
9.Бахадырханов М.К., Илиев Х.М., Тошев А.Р., Саидов М.С. «Влияние изовалентных примесей на параметры кремниевых солнечных элементов», Гелиотехника 2001 г., №4, стр. 13-18.

Download 91,5 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham: