Development and research of two-layer anti-reflective coating SiO2 / ITO for solar cells based on amorphous silicon
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.
- солнечный элемент
- аморфный кремний
- просветляющее покрытие
- магнетронное распыление
- pin-переход
- плазменно-химическое осаждение
- оптика
- длина волны
- полупроводник
- solar cell
- amorphous silicon
- antireflection coating
- magnetron sputtering
- pin-junction
- plasma-chemical deposition
- optics
- wavelength
- semiconductor
Аннотация (на русском)
Разработка и исследование двухслойного просветляющего покрытия SiO2/ITO для солнечных элементов на основе аморфного кремния
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 SiO2и ITO. Моделирование (наращивание слоев) производилось на установках двух типов: вакуумного магнетронного напыления и плазмохимического осаждения. Построены вольт-амперные характеристики образцов с нанесенным покрытием SiO2и 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.
For citation
Skulova P.A., Loskutov G.A. Development and research of two-layer anti-reflective coating SiO2 / ITO for solar cells based on amorphous silicon // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.3.5
References
- Солнечные батареи и из чего они сделаны. Солнечные элементы [электронный ресурс]. Режим доступа: https://traditio.wiki Дата обращения 21.11.2018.
- Тонкопленочные солнечные элементы [электронный ресурс]. Режим доступа: https://belaqimofihoja.gq/2893048/dd3e9d2-solnechnyy-element-shema-79cee1 Дата обращения 05.10.2018.