1598005400-e4d976f05e65a6df0c91dae52ce6f965 (811206), страница 49
Текст из файла (страница 49)
Аналогичные результаты были получены и другими авторами [21, 39[, однако они отмечали наличие кадмия на поверхности СилЬ и наблюдали диффузию меди в СЮ. Мартннуцци н др. [22[ установилн, что в слоях Еп С41,5, осаждаемых посредством испарения иэ одного источника„концентрация Хп, слабо изменяющаяся по толщине слоя, возрастает вблизи свободной поверхности. При совместном испарении ХпЬ н Сб5 образуются пленки, однородные по составу.
Исследования методамн оже-спектроскопии и электронной спектроскопии для химического анализа, позволяющими изучать состав пленок послойно [55[, показали, что в солнечных элементах со структурой Сиа5 — 2п,Сд~ 5, изготовленных с помощью сухого процесса, профили концентрации Еп и Сд существенно отличаются' цо форме ъо всех областях элементов, от внешней поверх- 236 Глава 4 НОСТИ И ДО ННУтРВННЕй Чаетн баЗОВОГО МатЕРИаЛа: В СЛба СитЬ наблюдается аномально высокая концентрация цинка, нриблизительно равная его концентрации в базовой области: Отношение концентраций атомов Хп и Ст) выше единицы в большей части объема слоя Сцт8. Методом электронной спектроскопии для химического анализа идентифицированы Сп, Сита и Хп'а.
Сера в основном содержится в сульфидах, и лишь небольшое количество сульфатов (804' — ) обнаружено на внешней поверкности элементов. Результаты анализа показывают, что в процессе реакции замещения ионы унта диффундируют к поверхности медленнее, чем ионы Сбтт-. Этот вывод подтверждает наблюдаемое уменьшение скорости роста слоя Сцт5 (выращиваемого посредством окунания) при повышении концентрации цинка. Полученные методом оже-спектроскопии для тонкопленочных солнечных элементов на основе Спт8 — С88 характерные профили распределения по толщине входящих в их состав химических элементов показаны на рис.
1.10. 4.4 Фотоэлектрические характеристики В данном разделе будут приведены типичные рабочие характеристики тонкопленочных солнечных элементов на основе СптЬ вЂ” "'ХцС65, изготовляемых различными методами, а в следующем раэдеЛЕ'мы рассмотрим влияние некоторых технологических процессов'И 'свойбтп мйтериалов" на параметры этих элементов.
4.44 Вольт-ампериые характеристики В'настоящее прими наиболее эффективными являются тонкоплйнбчные солнечные элементьгс просветлякацвмпокрытиеаг,'котд)гьуе 'сьдерткач"-слой хп;сд, 98, 'осегкдаемый методом вакуумного йсЫ(тенйя'на медную подложку'е'покрытием из Хп1 и слой СптЗ, колУчаемыйье йотабтйвкт'.МокРего'пРоцеоеа [7]. В естественных " условиях " прн'' интенсивности солнечното излученИя 81,2 мВт1смв 'элементйг тай47гтз тййа (площадью 0;98 бц")' йа1вют 'следующие 'фбтоэдектрнчесйне'патраметры: КНД й'ы')0,9'Ф, напрйжеййй' 1телестдге'кода *ать'-'9*,899 В", "плегйпсчь тока квроткото затайианиаг 7:,,'.ы 18;8 мА/свтт "й' кеэффийвент' эайилйеттия 'ИбльФ-Иайтарпей Ъм1так7ер(астмой'Рраа0,748г'Парав1втр%тттпределйй1щий кэийен"грацию'.кпр 'рйвйинйа16.' элем~йчча с- нйипжейибй НбйцЕйтрацИЮВ"ИЛт) (Х=вт,И)) Ч НрттиайитсййИВВОСтэт' ПВЛуЧЕ~Нтя 82 мВтуома'боттайеаэт'чтрные)тно твиим 'же КПд (т) -"10,$45)ьйри 'г',йы018Н В, тУд~'"2481-'м4й~смма 4Г'РГ'=Вб97 ПрейябтЬазгайгт(эцго Зй ОЧЕт уВЕЛЧтттВНИВИИПряйтвйййЬХОЛОС(ОГЕ'каппа' йрй МИВаВ(йббктгхийонттвцйф6Ийяк 2тт (х'='436 .
086) ~КПДвЫ81ййтей'тййт1$1%. йт 'тйееею18йочтпгтх'сйблвечньттв:элемек'гей тгалтаййевмстт18' 'мэт Солнечные элементьГ ни основе сульфида меди л б Рис. 4.8. Вольт-амперные характеристики высокоэффективных тонкопленочных солнечных элементов на основе Снвз — Соз (а) и СпзБ — хпв,,вСб;,в48 (б), изготовленных' методом испарения в сочетании с мокрым химическим процессом 16, 7); а — площадь элемента А =- 0,84 см', интенсивность излучения Н =- 87,9 мВт)смт; б — А = 0,98 см', Н =- 81,2 мвт)смв. Сг)5 площадью 0,884 см', получаемых посредством окунания слоя Сг)5, осажденного методом испарения [б, 8), и снабженных просветляющйм покрытием, в естественных условиях прн интенсивности света 87,5 мВт/см' достигнут КПД 9,15 а)о, которому отвечают )г„=0,516 В, увс — — х),8 мА)емя и'Рг=0,714.
Приведенные вышЕ результаты для солнечных элементов со структурами Сня5 — ХпСд5 и Спе8 — С88 получены Холлом и др. [8 — 8)вуниверситете шт. Делавэр. На рис. 4.6 изображены вольтсймпернвге характеристики -высокоэффективных фронтально-барьерных той:копленочных солнечных элементов «на--основе Ссмэ9-'— ХпСЛВ н Сня8 — С85 с просветляющим покрытием я отражидпгнм контактом, изготовленных'с помон(ькг вакуумного испарения'н мо)1- рого химического процесса.-- т "Тыльно-барьерные элементы, 'создаьвемые в" лаборатории'авторов: прн-неволвзованни вакуумного испареини н- прбиеценни химической' реакции' в -твердой' фазе; обладают ' высоииер' тЖом чаиРоткото:замыканиЯ и КПД - Юо)е '[18).
Ойнако Устаз)айленд, гто в эънх элемантах дополиитетуви4ай вила(д в "у,", дают 5а)ас8'ки т)оверхноетФ,. ивявдящиеся зн (у)уецелаьм - актив(в()й п))0)цнди. Ввледсфвие эфоуо' йя реал()ньтй КПД.имеет болееиизкоа Эивйенчге. Хьюиг и др. [43) согубп(алнычуутом:,-что:в'условиях ЛМВ~1нри нивенеивиосля излучения '85 мВчг)емцу тьрермевуизпровании)) тон- КОПЛЕНОЧНЫХ-ЭЛЕМЕНТОВ Раэыьт)Я)Н)'()Х7 тМ )ВРУН ННОН(аД)Г.ОЛОЯ ч":тизВ )0 св)я1;«изготовленных 4уа отекляйтьызагподложнахт8"Ионры- зиезгчгз Ад~йг. методами'-внфауумног(ь испарения'[Сг)В)нФ)уг4у- Глава 4 на пня (СпзЬ), получен КПД 7,3 % при У„= 0,53 В, Х., = =19 мА/смз и РР=0,62. КПД фотоэлектрического преобразователя, состоящего из восьми элементов размером 7Х7 см, которые соединены между собой с помощью интегральной схемы, созданной на общем для всех элементов защитном стеклянном покрытии, достигает 4,3 % [11].
Седон и др. [13] с помощью вакуумного испарения и окунания изготовили на медных подложках с покрытием из цинка элементы со структурой СизЬ вЂ” СбЬ, которые под имитатором солнечного излучения прн интенсивности света 100 мВт/смэ имеют КПД до 6%, У„=0480 В,/„=20 мА/смт и РР=О 63. Банерджн н др. [19) на стеклянных подложках с покрытием из РЬ вЂ” Сг прн проведении сухого химического процесса получили тонкопленочные солнечные элементы на основе СитЬ— 7п„СЙ~ Ь с просветляющими покрытиями.
При интенсивности излучения 100 мВт/см' КПД элементов площадью 1 см', в состав которых входит пленка чистого сульфида кадмия (х = О), равен 6,5%, а соответствующие ему фотоэлектрические параметры имеют следующие значения: У„=0,54 В, /„=19 мА/см' и РР=0,67. Тыльно-барьерные солнечные элементы на основе СпзЬ вЂ” СЙЬ площадью 1,7 смэ с отражающим контактом, изготовляемые методами вакуумного испарения и окунания на кварцевых подложках, покрытых слоем Сд,ЬпОь в условиях АМ1 обладают КПД до 5,2% при У„=0,48 В, /„=17,1 мА/см' и РР=0,634. Бхат н др.
[18] у тыльно-барьерных элементов со структурой СпзЬ вЂ” СбЬ площадью 1 см', созданных сухим методом на стеклянных подложках с покрытием из оксида олова ЬпО„легированного сурьмой, при интенсивности света 100 мВт/см~ получили значения напряжения холостого хода в пределах 0,47... 0,49 В. Дас и др. [15] изготовили солнечные элементы с обратным расположением слоев, у которых освещаемый слой СизЬ находится под СбЬ. При интенсивности излучения 100 мВт/смэ эти элементы имеют У„=0,45 В, / =9 мА/смт и РР=0,5, а соответствующее значение КПД равно 2%. В данном случае причиной низких КПД являются высокое последовательное сопротивление и малый ток короткого замыкания элементов вследствие неоптимальных значений толщины слоя СпэЬ и параметров контактной сетки.
Изготовляемые в лаборатории авторов тонкопленочные элементы со структурой СпэЬ вЂ” СбЬ, у которых формирование слоя СпзЬ осуществляется в процессе электрохнмической реакции, обычно имеют КПД 2... 3 % (конструкция этих элементов не оптимизировалась). Тонкопленочные солнечные элементы на основе СпэЬ— 2п Сд~ Ь, получаемые посредством пульверизации с последующим пиролизом, как правило, превосходят по эффективности элементы аналогичного типа, создаваемые с помощью вакуум- Солнечные влементы на основе сульфида меди 239 ного испарения.
Мартинуцци н др. [56], а также Буньо и др. [41] сообщали об изготовлении тыльпо-барьерных элементов площадью 1 смв со слоем С65, осаждаемым методом пульверизацни, и пленкой Снз5, выращиваемой в процессе окунания, КПД которых при интенсивности солнечного излучения 100 мВт/смв достигает 4,5 о/о, а значения Роо /„и РР равны соответственно 0,425 В, 19 мА/см' и 0,56. Большое последовательное сопротивление элементов (-4 Ом) обусловливает низкий коэффициент заполнения вольт-амперной характеристики. При использовании метода пульверизации Сингхом [29] были получены элементы площадью ! см' с КПД до 5,3 а/о. КПД тыльно-барьерных солнечных элементов со структурой Спг8 — С68 на стеклянных подложках, покрытых слоем БпО„, полностью изготовленных методом пульверизации с последующим пиролизом, согласно сообщению Джордана [30], достигает 4,92 %.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
