Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Физика arrow Физическое материаловедение. Ч. 3. Материалы энергетики и энергосбережения

4.1.5. Теллурид кадмия

Ширина запрещенной зоны СбТе составляет 1,5 эВ - почти идеальное значение для однопереходного СЭ (см. рис. 4.3). Являясь прямозонным полупроводником, СбТе обладает до-

Схематическое изображение СЭ на основе гетероструктуры СсК / СсПе

Рис. 4.26. Схематическое изображение СЭ на основе гетероструктуры СсК / СсПе

вольно высоким коэффициентом поглощения и поэтому может быть использован в виде тонких пленок, достаточных для интенсивного поглощения света. В отличие от многих других полупроводников семейства II-VI, теллурид кадмия может быть получен как п-, так и р-типа.

На основе теллурида кадмия существуют различные типы СЭ: с гомогенным переходом, барьером Шоттки, а также гетеропереходами в сочетании с Си,Те, Сб8 и 1ТО (прозрачным проводящим оксидом - смесью оксидов индия и олова). Схема наиболее распространенной структуры СЭ на основе СсГГе, в которой реализован гетеропереход Сб8 / СсГГе, приведена на рис. 4.26.

Тонкие пленки С68 и СбТе могут быть достаточно просто получены различными способами, что открывает широкие возможности для оптимизации и удешевления СЭ. Среди методов нанесения СМТе наиболее часто используются методы сублимации в замкнутом объеме, химического осаждения, напыления, электроосаждения, магнетронного напыления, трафаретной печати.

Примечательно, что большую эффективность имеют СЭ на основе мультикристаллического Сс1Те, а не монокристалличе- ского СсГГе, вероятно, потому, что границы зерен позволяют увеличить сбор фотогенерированных неосновных носителей заряда за счет существования электрического барьера на границах зерен. Это делает СЭ на основе соединений Н-У1 группы элементов, как правило, менее чувствительными к границам зерен, чем СЭ на основе соединений Ш-У или материалов IV группы.

Поскольку свойства пленок СбТе слабо зависят от наличия дефектов и границ зерен, то такие простые процессы, как

Схема реактора для непрерывного осаждения CdTe методом сублимации в замкнутом объеме

Рис. 4.27. Схема реактора для непрерывного осаждения CdTe методом сублимации в замкнутом объеме

электроосаждение и трафаретная печать, являются хорошей предпосылкой для крупномасштабного производства.

Однако самое высокое качество пленок CdTe и, следовательно, наибольшая эффективность СЭ на их основе достигаются методом сублимации в замкнутом объеме, когда подложка для осаждения и источники испаряемого материала находятся очень близко друг к другу с относительно небольшой разницей в температуре, так что рост пленки происходит в равновесных условиях (рис. 4.27).

Фотоактивные слои CdTe для СЭ обычно осаждаются на стеклянные подложки, покрытые TCO (SnO-, или оксид индия и олова) (см. рис. 4.26). Для высокоэффективных СЭ используется подслой очень тонкой химически осажденной пленки CdS. Она может быть предварительно получена также методом сублимации в замкнутом объеме. Одиако в данном случае слой CdS толще, что приводит к росту в нем оптических потерь. Схематическое строение типичного СЭ на основе CdTe показано на рис. 4.26.

Основными технологическими этапами производства СЭ CdS / CdTe солнечных батарей являются:

  • • формирование гетероперехода CdS / CdTe;
  • • перекристаллизация пленок;
  • • формирование стабильных тыльных контактов. Формирование гетероперехода является ключевым этапом

создания эффективного СЭ. На границе раздела CdS / CdTe происходит перемешивание CdS и CdTe, в результате образуется не резкий, а плавный гетеропереход (см. рис. 4.26). Взаимо- диффузия слоев CdS и CdTe в процессе формирования гетероперехода, так же как и последующая обработка в C'dCl2, определяет электрические свойства СЭ. Перекристаллизация пленок CdTe с добавлением CdCl2 применяется для увеличения размера зерен. С целью формирования стабильных тыльных контактов к широкозонному полупроводнику CdTe р-типа используется химическая обработка для создания обогащенной Те поверхности, комбинированная с осаждением 8Ь, С или Си.

Несмотря на широкие возможности усовершенствования технологии производства СсГГе-СЭ, что выгодно отличает их от СЭ на основе а-81, с-81 и Лш?ч-полупроводников, существуют нетехнические проблемы, связанные с токсичностью Сб и в меньшей степени Те, хотя само соединение СсГГе является достаточно стабильным и безвредным. Это затрудняет распространение СсГГе-СЭ, тем более что в будущем мировое сообщество планирует отказаться от использования Сс1 в промышленности.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы