Тонкопленочные солнечные элементы

Для специалистов в области солнечной энергетики.

К. Чапра, С. Дас «Тонкопленочные солнечные элементы» Мир, 1986 год, 435 стр. (7,95 мб. djvu)

 

Книга индийских специалистов, посвящена тонкопленочным полупроводниковым материалом, нашедшим свое применение в качестве активных элементов солнечных батарей. Объясняются принципы осаждения и физические и структурные свойства многослойных пленок различных полупроводников, диэлектриков и металлов. Особое внимание уделено солнечным элементам на основе сульфида меди и кремния.

Рассмотрены новые виды тонкопленочных солнечных элементов и перспективные направления в разработке высокоэффективных элементов. Для специалистов в области солнечной энергетики, полупроводниковых приборов и тонкопленочной электроники, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Скачать книгу бесплатно7,95 мб. djvu

 

Оглавление книги
Предисловие редактора перевода 5
Глава 1 Анализ свойств электронно-дырочных переходов и исследование характеристик полупроводниковых материалов 7
1.1 Введение 7
1.2 Анализ свойств переходов 8
1.2.1 Анализ вольт-амперных. характеристик .8
1.2.2 Емкостные измерения 11
1.2.3 Емкостная спектроскопия глубоких уровней 17
1.3 Исследование характеристик материалов 21
1.3.1 Структурные характеристики 21
1.3.2 Анализ состава материалов 26
1.3.3 Оптические характеристики 31
1.3.4 Электрические и оптоэлектронные характеристики 32

Глава 2 Методы осаждения тонких пленок 38
2.1 Введение 38
2.2 Физическое осаждение из паровой фазы 39
2.2.1 Вакуумное испарение 39
2.2.2 Эпитаксиальное осаждение 47
2.2.3. Методы ионного распыления .51
2.3 Методы химического осаждения 58
2.3.1 Пульверизация с последующим пиролизом .58
2.3.2 Осаждение пленок из раствора .69
2.3.3 Получение пленок методом трафаретной печати 82
2.3.4 Химическое осаждение из паровой фазы 91
2.3.5 Реакция замещения 113
2.3.6 Электролитическое осаждение 115
2.3.7 Анодирование 124
2.3.8 Электрофорез 126
2.4 Методы осаждения из жидкой фазы 129
2.5 Другие методы осаждения 131
2.5.1 Кремний (Si) 131
2.5.2 Сульфид кадмия (CdS) 132

Глава 3 Физические свойства тонких пленок, применяемых в солнечных элементах 134
3.1 Введение 134
3.2 Полупроводниковые пленки .134
3.2.1 Кремний (Si) 134
3.2.2 Селенид кадмия (CdSe) .142
3.2.3 Теллурид кадмия (CdTe) 150
3.2.4 Фосфид индия (InP) 153
3.2.5. Фосфид цинка (Zn3P2) !5S
3.2.6 Арсенид галлия (GaAs) 157
3.2.7 Сульфид кадмия (CdS) 159
3.2.8 Селенид меди (Cu2Se) 175
3.2.9 Сульфид меди (Cu2S) 175
3.2.10 Селенид меди и индия (CuInSe2) 182
3.3 Прозрачные проводящие оксиды 185
3.3.1 Оксид кадмия (CdO) 195
3.3.2 Оксид олова (Sn02) 195
3.3.3. Оксид индия (In203) 198
3.3.4 Станнат кадмия (Cd2Sn04) 200
3.3.5 Оксид цинка (ZnO) 200
3.4 Кинетические явления в металлических пленках 203
3.4.1 Электрические свойства 205
3.4.2 Оптические свойства 2iO
3.5 Диэлектрические пленки 215
3.5.1 Электронные свойства 215
3.5.2 Оптические свойства 219

Глава 4 Солнечные элементы на основе сульфида меди 220
4.1 Введение 220
4.2 Методы изготовления 222
4.2.1 Конструкции элементов 223
4.2.2 Элементы, получаемые вакуумным испарением 224
4.2.3 Элементы, получаемые методом пульверизации с последующим пиролизом 227
4.3 Физические модели 228
4.3.1 Микроструктура 228
4.3.2 Анализ состава 233
4.4 Фотоэлектрические характеристики 235
4.4.1 Вольт-амперные характеристики 235
4.4.2 Спектральная чувствительность 243
4.4.3 Диффузионная длина неосновных носителей заряда 245
4.4.4 Емкостные измерения 247
4.4.5 Анализ вольт-амперных характеристик 252
4.5 Влияние различных способов обработки и свойств используемых материалов на характеристики элементов 254
4.5.1 Термообработка 254
4.5.2 Состав Cu^S 257
4.5.3 Удельное сопротивление CdS 259
4.5.4 Легирование 260
4.5.5 Состав сплава Zn^Cdi-xS 261
4.5.6 Микроструктура 265
4.6 Энергетическая зонная диаграмма и механизмы потерь 270
4.7 Выводы 272

Глава 5 Тонкопленочные поликристаллические кремниевые солнечные элементы 274
5.1 Введение 274
5.2 Современное состояние разработок массивных кремниевых солнечных элементов 275
5.3 Технология изготовления 277
5.4 Эффективность фотоэлектрического преобразования солнечного излучения 278
5.4.1 Фотоэлектрические характеристики 278
5.4.2 Анализ свойств перехода 283
5.4.3 Механизмы потерь 287
5.5 Направления дальнейших исследований 289

Глава 6 Солнечные элементы на основе аморфного кремния 291
6.1 Введение 291
6.2 Кинетические явления в аморфных материалах 292
6.2.1 Модели энергетических зон 293
6.2.2 Электронные свойства 295
6.3 Осаждение гидрогенизированного аморфного кремния 299
6.3.1 Осаждение в тлеющем разряде 301
6.3.2 Высокочастотное ионное распыление 302
6.3.3 Пиролиз силана 303
6.3.4 Кинетика процесса осаждения в тлеющем разряде 303
6.3.5 Влияние подложки 305
6.4 Свойства пленок гидрогенизированного аморфного кремния 306
6.4.1 Структурные свойства 306
6.4.2 Состав пленок 308
6.4.3 Оптические свойства 309
6.4.4 Электрические свойства 311
6.5 Солнечные элементы на основе гидрогенизированного аморфного кремния 317
6.5.1 Конструкции элементов 319
6.5.2 Фотоэлектрические характеристики 320
6.5.3 Механизмы потерь 325
6.5.4 Стабильность элементов .330
6.6 Новые разработки 331
6.6.1 Новые ‘материалы 331
6.6.2 Новые технологические методы .331
6.6.3 Новые конструкции преобразователей 332
6.7 Направления дальнейших исследований 333

Глава 7 Новые типы солнечных элементов 335
7.1 Введение 335
7.2 Арсенид галлия (GaAs) 336
7.2.1 Процесс изготовления 336
7.2.2 Фотоэлектрические характеристики .338
7.2.3 Анализ характеристик перехода 339
7.3 Теллурид кадмия (CdTe) 340
7.3.1 Процесс изготовления 342
7.3.2 Фотоэлектрические характеристики 344
7.3.3 Анализ характеристик перехода 345
7.4 CdSe, Cu2-xSe, ZnIn2Se4 346
7.5 Фосфид цинка (Zn3P2) 348
7.6 Фосфид индия (InP) 349
7.6.1 Процесс изготовления 351
7.6.2 Фотоэлектрические характеристики 351
7.7 Селенид меди и индия (CuInSe2) .354
7.7.1 Процесс изготовления 355
7.7.2 Фотоэлектрические характеристики 356
7.8 Оксид меди (Cu20) 359
7.9 Органические полупроводники 360
7.10 Направления дальнейших исследований 366

Глава 8 Новые направления в разработке высокоэффективных солнечных элементов 368
8.1. Введение 368
8.2 Эффекты, вызываемые высоким уровнем интенсивности излучения 369
8.3 Новые конструкции обычных солнечных элементов 374
8.3.1 Многопереходные солнечные элементы с фотоактивным слоем из материала одного вида 374
8.3.2 Изменение спектрального состава излучения с помощью люминофоров 378
8.4. Каскадные солнечные элементы со сверхвысоким КПД 382
8.4.1 Системы на основе оптических фильтров и набора солнечных элементов 383
8.4.2 Интегральные каскадные солнечные элементы 387
Литература 395
Дополнительная литература 430
Предметный указатель 432

Технология производства солнечных батарей. Видео

Похожая литература