Разработка и исследование двухслойного просветляющего
покрытия SiO2/ITO для
солнечных элементов на основе аморфного кремния
П. А. Скулова 1,
Г. А. Лоскутов 2
1 Московский
Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана,
105005, Москва, 2-я Бауманская, д.5
2
Московский
финансово-промышленный университет «Синергия»,
125190, Москва, Ленинградский пр, 80
Статья
поступила в редакцию 9 марта 2019 г.
Аннотация.
В
статье приведено исследование двухслойного просветляющего покрытия SiO2/ITO
для солнечных элементов на основе аморфного кремния. В качестве вводной части
описано устройство современных солнечных элементов, а также раскрыт принцип их
работы. Дается информация о сути и функции просветляющих покрытий, излагаются
методы получения наноразмерных слоев в лабораторных условиях. Описано
моделирование покрытия с рассчитанными в специальной компьютерной программе
толщинами слоев SiO2 и ITO. Моделирование (наращивание слоев)
производилось на установках двух типов: вакуумного магнетронного напыления и
плазмохимического осаждения. Построены вольт-амперные характеристики образцов с
нанесенным покрытием SiO2 и без него, проведено сравнение
результатов. Был проведен анализ полученных экспериментальных данных с помощью
измерения спектральных характеристик (с напылением на солнечный элемент и без).
Результаты исследований показывают, что эффективность преобразования света в
области больших длин волн увеличивается, но при этом уменьшается в средней
области длин волн для данного солнечного элемента.
Ключевые слова:
солнечный элемент, аморфный кремний, просветляющее покрытие, магнетронное распыление,
pin-переход, плазменно-химическое осаждение,
оптика, длина волны, полупроводник.
Abstract. The
article presents a study of a two-layer anti-reflective coating SiO2/ITO for
solar cells based on amorphous silicon. As an introductory part, the device of
modern solar elements is described, the principle of their operation is
revealed. Information on the nature and function of antireflection coatings is
given, and methods for producing a nano-scale layer under laboratory conditions
are outlined. Coating modeling with thickness of SiO2 and ITO layers calculated
in a special computer program is described. Modeling (build-up of layers) was
carried out on installations of two types: vacuum magnetron sputtering and
plasma chemical deposition. As a result of the vacuum magnetron sputtering
method, it is possible to obtain metals and dielectrics with antireflection
coatings and contact pads. In the second case, the plasma-chemical deposition
method was used. The installation allows the application of dielectric and
semiconductor layers to the elements consisting of SiO2, Si3N4, a-Si: H, a-SiC:
H. The current-voltage characteristics of the samples with and without SiO2
coated were built, and the results were compared. The analysis of the
experimental data was carried out by measuring spectral characteristics (with
and without deposition on a solar cell). Research results show that the
efficiency of light conversion in the region of large wavelengths increases,
but it decreases in the middle region of wavelengths for a given solar cell.
Keywords:
solar cell, amorphous silicon, antireflection coating, magnetron sputtering,
pin-junction, plasma-chemical deposition, optics, wavelength, semiconductor.
Для цитирования:
П.
А. Скулова, Г. А. Лоскутов. Разработка и исследование двухслойного
просветляющего покрытия SiO2/ITO для солнечных элементов на основе аморфного
кремния. Журнал
радиоэлектроники [электронный журнал]. 2019. № 3. Режим доступа: http://jre.cplire.ru/jre/mar19/5/text.pdf
DOI 10.30898/1684-1719.2019.3.5