Тонкопленочные солнечные элементы на основе нанокристаллического кремния

Установлены преимущества и недостатки замещения аморфного кремния нанокристаллическим в тонкопленочных солнечных элементах различной структуры. Обзор отечественных и мировых литературных ис-точников показал технологические пути эффективной замены аморфного материала нанокристаллическим в каждой из трех возможных конструкций фотоэлектрических преобразователей: структуре с одним p-n-переходом, каскадной, или многослойной структуре, и НІТ-структуре. Приведены конструктивно-технологические особенности тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей на основе нанокристаллического кремния с учетом типа технологического слоя, который замещает данный материал (широкозонное окно, і-слой, базовая область, буферный или туннельный слой). Было установлено, что новая конструкция сол-нечных элементов – НІТ-структура – является оптимальной с точки зрения эффективности преобразования солнечной энергии, стоимости и технологической простоты реализации прибора, что позволяет констатировать перспективность этой новой структуры фотоэлектрических преобразователей для массового производства.

Год издания: 
2012
Номер: 
5
УДК: 
621.383
С. 19—26. Табл. 1. Бібліогр.: 30 назв.
Литература: 

1. G. Conibeer et al., “Silicon nanostructures for third generation photovoltaic solar cells”, Thin Solid Films, vol. 511, no. 512, pp. 654–662, 2006.
2. Коваль В.М., Шмирєва О.М. Нанокристалічний кремній з керованими напівпровідниковими властивостями // Наукові вісті НТУУ “КПІ”. – 2005. – № 4. – С. 14–28.
3. K. Adhikary, S. Ray, “Characteristics of p-type nanocrystalline silicon thin films developed for window layer of solar cells”, J. of Non-Crystalline Solids, vol. 353, pp. 2289–2294, 2007.
4. Z. Hu, X. Liao, “Hydrogenated p-type nanocrystalline silicon in amorphous silicon solar cell”, J. of Non- Crystalline Solids, vol. 352, pp. 1900–1903, 2006.
5. W. Du, X. Liao, “Hydrogenated nanocrystalline silicon p–layer in amorphous silicon n–i–p solar cells”, Solar Energy Materials and Solar Cells, vol. 90, pp. 1098– 1104, 2006.
6. N. Martins et al., “Perfomances of an in-line PECVD system used to produce amorphous and nanocrystalline silicon solar cells”, Thin Solid Films, vol. 511, no. 512, pp. 238–242, 2006.
7. S. Guha, J. Yang, “Progress in amorphous and nanocrystalline silicon solar cells”, J. of Non-Crystalline Solids, vol. 352, pp. 1917–1921, 2006.
8. A. Chowdhury et al., “Fabrication of low defect density nanocrystalline silicon absorber layer and its application in thin film solar cell”, Thin Solid Films, vol. 516, pp. 6858–6862, 2008.
9. W. Du et al., “Light-induced changes in hydrogenated amorphous silicon solar cells deposited at the edge of crystallinity”, J. of Non-Crystalline Solids, vol. 354, pp. 2155–2159, 2008.
10. H. Hao, X. Lioa, “Light-induced changes in diphasic nanocrystalline silicon films and solar cells”, J. of Non- Crystalline Solids, vol. 352, pp. 1904–1908, 2006.
11. K.S. Lim et al., “Highly and rapidly stabilized protocrystalline silicon multilayer solar cells”, Materials Research Society Symposium Proceedings, March 28– April 1, San Francisco, CA (USA), vol. 862, p. 1, 2005.
12. S. Mukhopadhyay et al., “Light induced degradation in nanocrystalline Si films and related solar cells: Role of crystalline fraction”, Solar Energy Materials & Solar Cells, vol. 93, pp. 674–679, 2009.
13. J. Yang et al., “Amorphous and nanocrystalline siliconbased multi-junction solar cells”, Thin Solid Films, vol. 487, pp. 162–169, 2005.
14. S.A. Filonovich et al., “Hydrogenated amorphous and nanocrystalline silicon solar cells deposited by HWCVD and RF-RECVD on plastic substrates at 150 °C”, J. of Non-Crystalline Solids, vol. 354, pp. 2376–2380, 2008.
15. V.L. Dalal, “Alternative designs for nanocrystalline silicon solar cells”, J. of Non-Crystalline Solids, vol. 354, pp. 2403–2406, 2008.
16. B.T. Li et al., “Hot wire CVD deposition of nanocrystalline silicon solar cells on rough substrates”, Thin Solid Films, vol. 517, pp. 3476–3480, 2009.
17. B.T. Li, R.H. Franken, “Structural defects caused by a rough substrate and their influence on the performance of hydrogenated nano-crystalline silicon n-i-p solar cells”, Solar Energy Materials & Solar Cells, vol. 93, pp. 338– 349, 2009.
18. J. Kwak et al., “Fabrication of a n-p-p tunnel junction for a protocrystalline silicon multilayer/amorphous silicon tandem solar cell”, J. of Non-Crystalline Solids, vol. 352, pp. 1847–1850, 2006.
19. Y. Xu, Z. Hu, “Heterojunction solar cells with n-type nanocrystalline silicon emitters on p-type c-Si wafers”, J. of Non-Crystalline Solids, vol. 352, pp. 1972–1975, 2006.
20. P-J. Ribeyron et al., “Polymorphous/crystalline heterojunction solar cells with low cost industrial process on ptype monocrystalline silicon”, in 20th European Photovoltaic Solar Energy Conf., June 6–10, Barcelona, Spain, 2005, p. 1044.
21. A. Chowdhury et al., “Fabrication of thin film nanocrystalline silicon solar cell with low light-induced degradation”, Solar Energy Materials & Solar Cells, vol. 93, pp. 597–603, 2009.
22. R.E.I. Schropp et al., “Nanostructured thin films for multiband-gap silicon triple junction solar cells”, Thin Solid Films, vol. 516, pp. 6818–6823, 2008.
23. R.L. Stolk et al., “Improvement of the efficiency of triple junction n-i-p solar cells with hot-wire CVD proto- and microcrystalline silicon absorber layers”, Thin Solid Films, vol. 516, pp. 736–739, 2008.
24. R.E.I. Schropp et al., “Nanostructured thin films for multibandgap silicon triple junction solar cells”, Solar Energy Materials & Solar Cells, vol. 93, pp. 1129–1133, 2009.
25. K. Rath et al., “Recent advances in very high frequency plasma enhanced CVD process for the fabrication of thin film silicon solar cells”, Thin Solid Films, vol. 517, pp. 4758–4761, 2009.
26. C. Min et al., “Nanocrystalline silicon films with high conductivity and the application for PIN solar cells”, Vacuum, vol. 81, pp. 126–128, 2006.
27. Y. Veschetti et al., “Optimisation of amorphous and polymorphous thin silicon layers for the formation of the front side of heterojunction solar cells on p-type crystalline silicon substrates”, Thin Solid Films, vol. 511,
no. 512, pp. 543–547, 2006.
28. K. Bruhne et al., “Nanocrystalline silicon from hot-wire deposition – a photovoltaic material?”, Thin Solid Films, vol. 395, pp. 163–168, 2001.
29. Available: www.sanyo.com
30. Available: www.lge.com

Полнотекстовый документSize
2012-5-3.pdf146.12 KB