No abstract

С помощью методов численного моделирования рассмотрены режимы работы и определены конструкции солнечных элементов комбинированной размерности на основе планарной гетероструктуры GaPNAs/Si и массива GaN нитевидных нанокристаллов. Показано, что массив GaN нитевидных нанокристаллов обладает антиотражающими свойствами на уровне не хуже 2.5% при освещении солнечным спектром AM1.5D. Наибольшее влияние на эффективность работы солнечных элементов оказывают времена жизни неосновных носителей заряда и толщина фотоактивных слоев. Продемонстрировано, что эффективность двухпереходных солнечных элементов, состоящих из перехода на основе твердого полупроводникового раствора GaPNAs и массива GaN нитевидных нанокристаллов на Si подложке, достигает 32% при AM1.5D. ВведениеВ последнее время в связи с многочисленными дости-жениями в технологии роста полупроводниковых соеди-нений все отчетливее становится перспектива прямой интеграции полупроводников A III B V и кремния. Данная интеграция позволит создавать монолитные оптоэлек-тронные приборы с совершенно новыми характеристи-ками. Работы по непосредственному росту GaAs на Si-подложках ведутся достаточно давно [1,2], однако наличие относительно большого рассогласования в па-раметрах кристаллических решеток (∼ 4%) данных ма-териалов практически во всех экспериментах приводит к формированию большого количества дислокаций несоот-ветствий на гетероинтерфейсе (10 6 −10 7 см −2 ), появле-нию каналов стока неосновных носителей, что драмати-ческим образом влияет на эффективность работы прибо-ров. Полупроводниковое соединение GaP схоже по пара-метру решетки с кремнием, но при этом за счет того, что GaP является непрямозонным полупроводником [3], эф-фективность оптоэлектронных приборов (диодов, лазе-ров, фотовольтаических преобразователей и т. д.) на его основе относительно не высока. Добавление небольшого количества азота (менее 4%) в GaP существенно меняет его свойства, делая полупроводниковый твердый раствор GaPN прямозонным [4,5] и увеличивая его коэффициент поглощения. Отметим при этом, что значение ширины запрещенной зоны GaPN составляет около 2 эВ [3], что не является оптимальным при создании двухпереходных солнечных элементов (СЭ) на основе GaPN/Si. Разбавленные нитридные твердые растворы GaPNAs за счет варьирования содержания As и P могут быть решеточно согласованы с ростовой подложкой (Si). При этом появляется возможность независимого управления значением ширины запрещенной зоны в широком диа-пазоне значений 1.5−2 эВ [6]. Как было эксперимен-тально и теоретически показано в работах [7,8], СЭ с несколькими переходами на основе системы материалов GaPNAs/Si могут быть решеточно согласованными и об-ладать высокой эффективностью при низкой стоимости подложки.В данной работе рассматриваются СЭ комбиниро-ванной размерности на основе GaPNAs/Si, в которых эмиттерный слой верхнего перехода заменен на массивы GaN или GaP нитевидных нанокристаллов (ННК). Дан-ный подход имеет ряд преимуществ, включающий эф-фективную пассивацию лицевой поверхности верхнего перехода GaPNAs и формирование широкозонн...

Copper (I) oxide and zinc oxide films are formed on silicon and glassy quartz substrates by magnetron assisted sputtering. The thickness of the films is tens and hundreds of nanometers. The films are grown at different substrate temperatures and different oxygen pressures in the working chamber. The film samples are studied by the X-ray diffraction technique, scanning electron microscopy, and optical methods. It is established that an increase in the substrate temperature yields a change in the surface morphology of copper (I) oxide films towards the formation of well-pronounced crystallites. The reflectance and Raman spectra suggest that the quality of such films is close to that of bulk Cu_2O crystals produced by the oxidation of copper. As concerns ZnO films, an increase in the substrate temperature and an increase in the partial oxygen pressure make it possible to produce films, for which a sharp exciton structure is observed in the reflectance spectra and the emission of excitons bound at donors is observed in the luminescence spectra.

The possibility of using admittance spectroscopy to characterization the quality of ITO/MoOx/n-Si structures is shown. It has been demonstrated that magnetron sputtering of ITO layer at room temperature leads to radiation defects formation in the near-surface region of Si near the MoOx/Si interface with a depth of 0.13 and 0.26 eV below the conduction band with a capture cross-sectional area of (1–5)∙10^-19 and (5–10)∙10^-19 cm^-2, respectively. An increase in the deposition temperature of the ITO layer to 130 °C allows to reduce the concentration below the sensitivity leading to a significant improvement of solar cells characteristic.

The critical influence of the indium-tin oxide films formation rate on the degradation degree of the a-Si:H/c-Si interface during magnetron sputtering is shown. It was found that when the distance between the magnetron and the sample is 10 cm, the lifetime decreases from 2 ms to 10 us, while when this distance is reduced to 7 cm, due to a two-times decrease in the deposition time, a decrease is observed from 1.5 ms to 450 us.