stringtranslate.com

Кристаллический кремний

Солнечные элементы из кристаллического кремния изготавливаются либо из поликремния (левая сторона), либо из монокремния (правая сторона).

Кристаллический кремний или ( c-Si ) — это кристаллические формы кремния , либо поликристаллический кремний (поли-Si, состоящий из мелких кристаллов), либо монокристаллический кремний (моно-Si, непрерывный кристалл ). Кристаллический кремний является доминирующим полупроводниковым материалом, используемым в фотоэлектрической технологии для производства солнечных элементов . Эти элементы собираются в солнечные панели как часть фотоэлектрической системы для выработки солнечной энергии из солнечного света.

В электронике кристаллический кремний обычно представляет собой монокристаллическую форму кремния и используется для производства микрочипов . Этот кремний содержит гораздо меньшие уровни примесей, чем те, которые необходимы для солнечных элементов. Производство кремния полупроводникового качества включает химическую очистку для получения сверхчистого поликремния с последующим процессом рекристаллизации для выращивания монокристаллического кремния. Цилиндрические були затем разрезаются на пластины для дальнейшей обработки.

Солнечные элементы из кристаллического кремния часто называют обычными , традиционными или солнечными элементами первого поколения , поскольку они были разработаны в 1950-х годах и оставались наиболее распространенным типом до настоящего времени. [1] [2] Поскольку они производятся из  солнечных пластин толщиной от 160 до 190 мкм — кусочков кремния солнечного качества — их иногда называют солнечными элементами на основе пластин .

Солнечные элементы, изготовленные из c-Si, представляют собой однопереходные элементы и, как правило, более эффективны, чем их конкурирующие технологии, которыми являются тонкопленочные солнечные элементы второго поколения , наиболее важными из которых являются CdTe , CIGS и аморфный кремний (a-Si). . Аморфный кремний является аллотропным вариантом кремния, а «аморфный» означает «без формы», чтобы описать его некристаллическую форму. [3] : 29 

Обзор

Мировой рынок фотоэлектрических систем по технологиям в 2021 году. [4] : ​​24, 25. 

  CdTe (4,1%)
  а-Si (0,1%)
  CIGS (0,8%)
  моно-Si (82%)
  мульти-Si (13%)

Классификация

Аллотропные формы кремния варьируются от монокристаллической структуры до полностью неупорядоченной аморфной структуры с несколькими промежуточными разновидностями. Кроме того, каждая из этих различных форм может иметь несколько названий и даже больше сокращений и часто вызывает путаницу у неспециалистов, особенно потому, что некоторые материалы и их применение в качестве фотоэлектрической технологии имеют второстепенное значение, в то время как другие материалы имеют выдающееся значение.

Фотоэлектрическая промышленность

В фотоэлектрической промышленности материалы обычно группируются в следующие две категории:

Поколения

Альтернативно, различные типы солнечных элементов и/или их полупроводниковых материалов можно классифицировать по поколениям:

Можно утверждать, что многопереходные фотоэлектрические элементы не могут быть отнесены ни к одному из этих поколений. Типичный полупроводник с тройным переходом состоит из InGaP / (In)GaAs / Ge . [5] [6]

Сравнение технических характеристик

Доля рынка

Доля мирового рынка фотоэлектрических систем по технологиям, 1980–2021 гг. [4] : 24, 25 

В 2013 году традиционная технология кристаллического кремния доминировала в мировом производстве фотоэлектрических систем, причем мульти-кремний лидировал на рынке, опережая моно-кремний, на долю которого приходилось 54% и 36% соответственно. В течение последних десяти лет доля мирового рынка тонкопленочных технологий оставалась ниже 18% и в настоящее время составляет 9%. На рынке тонких пленок лидирует CdTe с годовым объемом производства 2  ГВт p или 5%, за ним следуют a-Si и CIGS, оба около 2%. [3] : 4, 18  Установленная за все время фотоэлектрическая мощность в 139 гигаватт ( совокупно по состоянию на 2013 год ) делится на 121 ГВт кристаллического кремния (87%) и 18 ГВт тонкопленочной технологии (13%). [3] : 41 

Эффективность

Эффективность преобразования лучших исследовательских солнечных элементов в мире для различных фотоэлектрических технологий с 1976 года.

Эффективность преобразования фотоэлектрических устройств описывает соотношение энергии исходящей электроэнергии по сравнению с входящим излучаемым светом. Отдельный солнечный элемент обычно имеет лучшую или более высокую эффективность, чем целый солнечный модуль. Кроме того, эффективность лаборатории всегда намного превосходит эффективность товаров, продаваемых на коммерческой основе.

Лабораторные клетки

В 2013 году рекордная эффективность лабораторных ячеек была самой высокой для кристаллического кремния. Тем не менее, за мультикремниевыми солнечными элементами следуют теллурид кадмия и селенид меди, индия, галлия.

  1. 25,6% ------- моно-Si элемент
  2. 20,4% -------- мульти-Si ячейка
  3. 21,7% ----------- Ячейка CIGS
  4. 21,5% ----------- Ячейка CdTe

Кремниевые солнечные элементы с двусторонним контактом по состоянию на 2021 год: 26% и, возможно, выше. [7] [8]

Модули

Средний коммерческий модуль из кристаллического кремния увеличил свою эффективность примерно с 12% до 16% за последние десять лет. За тот же период CdTe-модули повысили свой КПД с 9 до 16%. Модули, показавшие лучшие результаты в лабораторных условиях в 2014 году, были изготовлены из монокристаллического кремния. Они были на 7% выше эффективности серийно выпускаемых модулей (23% против 16%), что указывало на то, что традиционная кремниевая технология все еще имеет потенциал для улучшения и, следовательно, сохранения лидирующих позиций. [3] : 6 

Энергетические затраты производства

Кристаллический кремний имеет высокие энергетические затраты, поскольку кремний производится восстановлением высококачественного кварцевого песка в электрической печи . Электричество, вырабатываемое для этого процесса, может привести к выбросам парниковых газов . Этот процесс плавки кокса происходит при высоких температурах, превышающих 1000 °C, и является очень энергоемким: на килограмм кремния расходуется около 11 киловатт-часов (кВтч). [9]

Энергетические потребности этого процесса на единицу произведенного металлического кремния могут быть относительно неэластичными. Но значительное снижение затрат на электроэнергию в расчете на (фотоэлектрическое) изделие было достигнуто, поскольку кремниевые элементы стали более эффективно преобразовывать солнечный свет, более крупные слитки металлического кремния разрезаются с меньшим количеством отходов на более тонкие пластины, кремниевые отходы производства перерабатываются, а затраты на материалы снижаются. [3] : 29 

Токсичность

За исключением аморфного кремния , в большинстве коммерческих фотоэлектрических технологий используются токсичные тяжелые металлы . CIGS часто использует буферный слой CdS , а полупроводниковый материал технологии CdTe сам по себе содержит токсичный кадмий (Cd). В случае модулей из кристаллического кремния материал припоя , который соединяет медные нити ячеек, содержит около 36% свинца (Pb). Кроме того, паста, используемая для трафаретной печати передних и задних контактов, содержит следы Pb, а иногда и Cd. По оценкам, около 1000 метрических тонн Pb было использовано для производства солнечных модулей c-Si мощностью 100 гигаватт. Однако принципиальной необходимости в свинце в припое нет. [10]

Клеточные технологии

Солнечная батарея PERC

Солнечные элементы с задним контактом пассивированного эмиттера (PERC) [11] состоят из добавления дополнительного слоя на заднюю сторону солнечного элемента. Этот диэлектрический пассивный слой отражает непоглощенный свет обратно в солнечный элемент для второй попытки поглощения, повышая эффективность солнечного элемента. [12]

PERC создается посредством дополнительного процесса осаждения пленки и травления. Травление может быть выполнено путем химической или лазерной обработки. Около 80% солнечных панелей по всему миру используют конструкцию PERC. [13] Мартин Грин, Эндрю Блейкерс, Цзяньхуа Чжао и Айхуа Ван получили Премию королевы Елизаветы в области инженерии в 2023 году за разработку солнечного элемента PERC. [14]

ХИТ солнечный элемент

Схема HIT-клетки...

Солнечный элемент HIT состоит из монотонкой пластины кристаллического кремния, окруженной ультратонкими слоями аморфного кремния . [15] Аббревиатура HIT означает « гетеропереход с собственным тонким слоем». HIT-элементы производятся японской транснациональной электронной корпорацией Panasonic (см. также Sanyo § Солнечные элементы и установки ). [16] Panasonic и несколько других групп сообщили о нескольких преимуществах конструкции HIT по сравнению с традиционным аналогом c-Si:

1. Собственный слой a-Si может действовать как эффективный слой пассивации поверхности пластины c-Si.

2. a-Si, легированный p+/n+, действует как эффективный эмиттер/BSF для ячейки.

3. Слои a-Si наносятся при гораздо более низкой температуре по сравнению с температурами обработки для традиционной диффузионной технологии c-Si.

4. Ячейка HIT имеет более низкий температурный коэффициент по сравнению с ячейкой c-Si.

Благодаря всем этим преимуществам этот новый солнечный элемент с гетеропереходом считается многообещающей недорогой альтернативой традиционным солнечным элементам на основе c-Si.

Изготовление HIT-клеток

Детали последовательности изготовления варьируются от группы к группе. Обычно пластины c-Si хорошего качества, выращенные CZ/FZ (со временем жизни ~ 1 мс), используются в качестве поглотительного слоя ячеек HIT. Используя щелочные травители, такие как NaOH или (CH 3 ) 4 NOH, поверхность (100) пластины текстурируется с образованием пирамид высотой 5-10 мкм. Далее пластину очищают растворами перекиси и HF. За этим следует осаждение внутреннего пассивационного слоя a-Si, обычно посредством PECVD или CVD с горячей проволокой. [17] [18] В качестве прекурсора используется силан (SiH4), разбавленный H 2 . Температуру и давление осаждения поддерживают на уровне 200 o C и 0,1-1 Торр. Точный контроль на этом этапе необходим, чтобы избежать образования дефектного эпитаксиального кремния. [19]

Показано, что циклы осаждения и отжига, а также обработка H 2 плазмой обеспечили превосходную пассивацию поверхности. [20] [21] Газ диборан или триметилбор, смешанный с SiH 4 , используется для нанесения слоя a-Si p-типа, тогда как газообразный фосфин, смешанный с SiH 4 , используется для нанесения слоя a-Si n-типа. Показано, что прямое осаждение легированных слоев a-Si на пластину c-Si имеет очень плохие пассивационные свойства. [22] Скорее всего, это связано с генерацией дефектов, индуцированных легирующей примесью, в слоях a-Si. [23] Напыленный оксид индия и олова (ITO) обычно используется в качестве слоя прозрачного проводящего оксида (TCO) поверх переднего и заднего слоев a-Si в двустороннем исполнении, поскольку a-Si имеет высокое боковое сопротивление.

Обычно он наносится на заднюю сторону полностью металлизированной ячейки, чтобы избежать диффузии заднего металла, а также для согласования импеданса отраженного света. [24] Серебряно-алюминиевая сетка толщиной 50–100 мкм наносится методом трафаретной печати на передний контакт и задний контакт для двустороннего дизайна. Подробное описание процесса изготовления можно найти в [25] .

Оптоэлектрическое моделирование и характеристика клеток HIT

В литературе обсуждается несколько исследований по интерпретации узких мест транспорта переносчиков в этих клетках. Традиционный свет и темнота IV широко изучены [26] [27] [28] и имеют несколько нетривиальных особенностей, которые невозможно объяснить с помощью традиционной теории диодов солнечных батарей . [29] Это связано с наличием гетероперехода между собственным слоем a-Si и пластиной c-Si, который вносит дополнительные сложности в протекание тока. [26] [30] Кроме того, были предприняты значительные усилия для характеристики этого солнечного элемента с использованием CV, [31] [32] импедансной спектроскопии, [31] [33] [34] поверхностного фотонапряжения, [35] солнечного Voc [36] [37] для получения дополнительной информации.

Кроме того, активно разрабатывается ряд конструктивных усовершенствований, таких как использование новых излучателей, [38] двусторонней конфигурации, конфигурации встречно-штыревого заднего контакта (IBC) [39] и двусторонней тандемной конфигурации [40] .

Монокремний

Схема аллотропных форм кремния .

Монокристаллический кремний (моно-c-Si) представляет собой форму, в которой кристаллическая структура однородна по всему материалу; ориентация, параметр решетки и электронные свойства постоянны во всем материале. [41] Атомы легирующих примесей, такие как фосфор и бор, часто включаются в пленку, чтобы сделать кремний n-типа или p-типа соответственно. Монокристаллический кремний изготавливается в виде кремниевых пластин, обычно методом выращивания Чохральского , и может быть довольно дорогим в зависимости от радиального размера желаемой монокристаллической пластины (около 200 долларов за пластину Si диаметром 300 мм). [41] Этот монокристаллический материал, хотя и полезен, является одной из основных статей расходов, связанных с производством фотоэлектрических элементов, где примерно 40% конечной цены продукта приходится на стоимость исходной кремниевой пластины, используемой при изготовлении элементов. [42]

Поликристаллический кремний

Поликристаллический кремний состоит из множества более мелких зерен кремния различной кристаллографической ориентации, обычно размером более 1 мм. Этот материал можно легко синтезировать, охладив жидкий кремний, используя затравочный кристалл желаемой кристаллической структуры. Кроме того, существуют другие методы формирования мелкозернистого поликристаллического кремния (поли-Si), такие как высокотемпературное химическое осаждение из паровой фазы (CVD).

Не классифицируется как кристаллический кремний.

Эти аллотропные формы кремния не классифицируются как кристаллический кремний. Они относятся к группе тонкопленочных солнечных элементов .

Аморфный кремний

Аморфный кремний (a-Si) не имеет дальнего периодического порядка. Применение аморфного кремния в фотогальванике в качестве отдельного материала несколько ограничено его плохими электронными свойствами. [43] Однако в сочетании с микрокристаллическим кремнием в тандемных и трехпереходных солнечных элементах можно достичь более высокой эффективности, чем в однопереходных солнечных элементах. [44] Эта тандемная сборка солнечных элементов позволяет получить тонкопленочный материал с шириной запрещенной зоны около 1,12 эВ (такой же, как у монокристаллического кремния) по сравнению с шириной запрещенной зоны аморфного кремния 1,7-1,8 эВ. Тандемные солнечные элементы привлекательны, поскольку их можно изготовить с шириной запрещенной зоны, аналогичной монокристаллическому кремнию, но с легкостью аморфного кремния.

Нанокристаллический кремний

Нанокристаллический кремний (nc-Si), иногда также известный как микрокристаллический кремний (μc-Si), представляет собой разновидность пористого кремния . [45] Это аллотропная форма кремния с паракристаллической структурой, похожая на аморфный кремний (a-Si) тем, что имеет аморфную фазу. Однако они отличаются тем, что nc-Si содержит небольшие зерна кристаллического кремния внутри аморфной фазы. В этом отличие от поликристаллического кремния (поли-Si), который состоит исключительно из зерен кристаллического кремния, разделенных границами зерен. Разница заключается исключительно в размере кристаллических зерен. Большинство материалов с зернами микрометрового диапазона на самом деле представляют собой мелкозернистый поликремний, поэтому лучше использовать термин «нанокристаллический кремний». Термин «нанокристаллический кремний» относится к ряду материалов в области перехода от аморфной к микрокристаллической фазе в тонкой пленке кремния.

Протокристаллический кремний

Протокристаллический кремний имеет более высокую эффективность, чем аморфный кремний (a-Si), и также было показано, что он улучшает стабильность, но не устраняет ее. [46] [47] Протокристаллическая фаза — это отдельная фаза , возникающая во время роста кристаллов , которая превращается в микрокристаллическую форму.

Протокристаллический Si также имеет относительно низкое поглощение вблизи запрещенной зоны из-за его более упорядоченной кристаллической структуры. Таким образом, протокристаллический и аморфный кремний можно объединить в тандемном солнечном элементе, где верхний слой тонкого протокристаллического кремния поглощает коротковолновый свет, тогда как более длинные волны поглощаются лежащей под ним подложкой a-Si.

Превращение аморфного кремния в кристаллический

Аморфный кремний можно превратить в кристаллический кремний с помощью хорошо изученных и широко применяемых процессов высокотемпературного отжига. Типичный метод, используемый в промышленности, требует материалов, совместимых с высокими температурами, таких как специальное жаропрочное стекло, производство которого дорого. Однако существует множество применений, для которых этот метод производства по своей сути является непривлекательным.

Кристаллизация, вызванная низкой температурой

Гибкие солнечные элементы были предметом интереса для менее заметных интегрированных производств электроэнергии, чем солнечные электростанции. Эти модули можно размещать в местах, где традиционные соты невозможны, например, вокруг телефонного столба или вышки сотовой связи. В этом случае фотоэлектрический материал может быть нанесен на гибкую подложку, часто полимерную. Такие подложки не могут выдержать высокие температуры, возникающие при традиционном отжиге. Вместо этого широко изучались новые методы кристаллизации кремния без нарушения подложки. Кристаллизация, индуцированная алюминием (AIC), и локальная лазерная кристаллизация широко распространены в литературе, однако широко не используются в промышленности.

В обоих этих методах аморфный кремний выращивается с использованием традиционных методов, таких как химическое осаждение из паровой фазы с плазменным усилением (PECVD). Методы кристаллизации расходятся во время обработки после осаждения. При кристаллизации, индуцированной алюминием, тонкий слой алюминия (50 нм или менее) осаждается путем физического осаждения из паровой фазы на поверхность аморфного кремния. Затем эту стопку материала отжигают при относительно низкой температуре от 140 до 200 °C в вакууме. Считается, что алюминий, который диффундирует в аморфный кремний, ослабляет имеющиеся водородные связи, обеспечивая зарождение и рост кристаллов. [48] ​​Эксперименты показали, что поликристаллический кремний с зернами порядка 0,2–0,3 мкм можно производить при температуре до 150 °C. Объемная доля кристаллизующейся пленки зависит от продолжительности процесса отжига. [48]

Кристаллизация, индуцированная алюминием, дает поликристаллический кремний с подходящими кристаллографическими и электронными свойствами, что делает его кандидатом для производства тонких поликристаллических пленок для фотогальваники. [48] ​​AIC можно использовать для создания кристаллических кремниевых нанопроволок и других наноструктур.

Другой метод достижения того же результата — использование лазера для локального нагрева кремния без нагрева нижележащей подложки за пределы некоторого верхнего температурного предела. Эксимерный лазер или, альтернативно, зеленые лазеры, такие как Nd:YAG-лазер с удвоенной частотой, используются для нагрева аморфного кремния, обеспечивая энергию, необходимую для зарождения роста зерен. Плотность лазерного излучения необходимо тщательно контролировать, чтобы вызвать кристаллизацию, не вызывая широкого плавления. Кристаллизация пленки происходит, когда очень небольшая часть кремниевой пленки плавится и охлаждается. В идеале лазер должен расплавить кремниевую пленку на всю ее толщину, но не повредить подложку. С этой целью иногда добавляют слой диоксида кремния, который действует как тепловой барьер. [49] Это позволяет использовать подложки, которые не могут подвергаться воздействию высоких температур стандартного отжига, например, полимеры. Солнечные элементы на полимерной основе представляют интерес для легко интегрированных схем производства электроэнергии, которые предполагают размещение фотоэлектрических элементов на повседневных поверхностях.

Третий метод кристаллизации аморфного кремния — использование струи тепловой плазмы. Эта стратегия является попыткой облегчить некоторые проблемы, связанные с лазерной обработкой, а именно небольшую область кристаллизации и высокую стоимость процесса в промышленных масштабах. Плазменная горелка — это простое оборудование, которое используется для термического отжига аморфного кремния. По сравнению с лазерным методом этот метод проще и экономичнее. [50] Отжиг в плазменной горелке привлекателен тем, что параметры процесса и размеры оборудования можно легко изменить для достижения различных уровней производительности. С помощью этого метода можно получить высокий уровень кристаллизации (~ 90%). К недостаткам относятся трудности с достижением однородности при кристаллизации пленки. Хотя этот метод часто применяется к кремнию на стеклянной подложке, температура обработки может быть слишком высокой для полимеров.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ «Лаборатория Bell демонстрирует первый практический кремниевый солнечный элемент» . aps.org .
  2. ^ Д.М. Чапин-К.С. Фуллер-Г.Л. Пирсон (1954). «Новый кремниевый фотоэлемент с p – n-переходом для преобразования солнечного излучения в электроэнергию». Журнал прикладной физики . 25 (5): 676–677. Бибкод : 1954JAP....25..676C. дои : 10.1063/1.1721711.
  3. ^ abcdef «Отчет о фотогальванике» (PDF) . Фраунгофера ИСЭ. 28 июля 2014 г. Архивировано (PDF) из оригинала 9 августа 2014 г. . Проверено 31 августа 2014 г.
  4. ^ ab «Отчет о фотогальванике» (PDF) . Фраунгофера ИСЭ. 22 сентября 2022 г. Архивировано (PDF) из оригинала 23 сентября 2022 г.
  5. ^ Высокоэффективные многопереходные солнечные элементы. Архивировано 21 марта 2012 г. в Wayback Machine.
  6. ^ «Многопереходные солнечные элементы». Стэнфорд.edu .
  7. ^ «Солнечный элемент с двусторонним контактом устанавливает новый мировой рекорд эффективности - 26 процентов» . techxplore.com . Проверено 10 мая 2021 г.
  8. ^ Рихтер, Армин; Мюллер, Ральф; Беник, Ян; Фельдманн, Франк; Штайнхаузер, Бернд; Райхель, Кристиан; Фелл, Андреас; Бивур, Мартин; Гермле, Мартин; Глунц, Стефан В. (апрель 2021 г.). «Правила проектирования высокоэффективных кремниевых солнечных элементов с двусторонним контактом со сбалансированным переносом носителей заряда и рекомбинационными потерями». Энергия природы . 6 (4): 429–438. Бибкод : 2021NatEn...6..429R. doi : 10.1038/s41560-021-00805-w. ISSN  2058-7546. S2CID  234847037 . Проверено 10 мая 2021 г.
  9. ^ «Процесс производства кремния». www.simcoa.com.au . Операции Симкоа. Архивировано из оригинала 19 июня 2014 года . Проверено 17 сентября 2014 г.
  10. ↑ Вернер, Юрген Х. (2 ноября 2011 г.). «Токсичные вещества в фотоэлектрических модулях» (PDF) . postfreemarket.net . Институт фотоэлектрической энергии, Штутгартский университет, Германия – 21-я Международная научно-техническая конференция по фотоэлектрической энергии, 2011 г., Фукуока, Япония. п. 2. Архивировано из оригинала (PDF) 21 декабря 2014 года . Проверено 23 сентября 2014 г.
  11. ^ «Солнечные элементы с задним контактом с пассивным эмиттером сегодня имеют эффективность 20%, но надбавка к цене очень высока». ГринтехМедиа . 14 августа 2014 г.
  12. ^ «Что такое PERC? Почему вас это должно волновать?» Мир солнечной энергетики . 5 июля 2016 г.
  13. ^ «Международная технологическая дорожная карта для фотоэлектрических систем (ITRPV)» . vdma.org . Проверено 9 апреля 2024 г.
  14. ^ «Солнечная фотоэлектрическая технология PERC».
  15. ^ «Архивная копия». Архивировано из оригинала 11 апреля 2009 года . Проверено 5 августа 2015 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
  16. ^ «Почему Panasonic HIT - Panasonic Solar HIT - Экологические решения - Бизнес - Panasonic Global» . Panasonic.net . Проверено 17 апреля 2018 г.
  17. ^ Тагучи, Микио; Теракава, Акира; Маруяма, Эйдзи; Танака, Макото (1 сентября 2005 г.). «Получение более высокого Voc в клетках HIT». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 13 (6): 481–488. дои : 10.1002/pip.646 . ISSN  1099-159Х.
  18. ^ Ван, TH; Иваничко, Э.; Пейдж, MR; Леви, Д.Х.; Ян, Ю.; Йелундур, В.; Бранц, HM; Рохатги, А.; Ван, К. (2005). «Эффективные интерфейсы в кремниевых гетеропереходных солнечных элементах». Протокол конференции тридцать первой конференции специалистов по фотоэлектрической энергии IEEE, 2005 г. стр. 955–958. дои : 10.1109/PVSC.2005.1488290. hdl : 1853/25930. ISBN 978-0-7803-8707-2. S2CID  13507811.
  19. ^ Вольф, Стефан Де; Кондо, Мичио (22 января 2007 г.). «Резкость интерфейса a-Si: H/c-Si, выявленная измерениями времени жизни носителей». Письма по прикладной физике . 90 (4): 042111. Бибкод : 2007ApPhL..90d2111D. дои : 10.1063/1.2432297. ISSN  0003-6951.
  20. ^ Мьюс, Матиас; Шульце, Тим Ф.; Мингирулли, Никола; Корте, Ларс (25 марта 2013 г.). «Обработка водородной плазмой для пассивации аморфно-кристаллических кремний-гетеропереходов на поверхностях, способствующих эпитаксии». Письма по прикладной физике . 102 (12): 122106. Бибкод : 2013АпФЛ.102л2106М. дои : 10.1063/1.4798292. ISSN  0003-6951.
  21. ^ Дескоудрес, А.; Барро, Л.; Вольф, Стефан Де; Страм, Б.; Лашеналь, Д.; Герен, К.; Холман, ЗК; Зикарелли, Ф.; Деморекс, Б. (19 сентября 2011 г.). «Улучшенная пассивация интерфейса аморфного/кристаллического кремния путем обработки водородной плазмой». Письма по прикладной физике . 99 (12): 123506. Бибкод : 2011ApPhL..99l3506D. дои : 10.1063/1.3641899. ISSN  0003-6951.
  22. ^ Танака, Макото; Тагучи, Микио; Мацуяма, Такао; Савада, Тору; Цуда, Шинья; Накано, Шоичи; Ханафуса, Хироши; Кувано, Юкинори (1 ноября 1992 г.). «Разработка новых солнечных элементов с гетеропереходом a-Si/c-Si: ACJ-HIT (искусственно созданный переход-гетеропереход с собственным тонким слоем)». Японский журнал прикладной физики . 31 (Часть 1, № 11): 3518–3522. Бибкод : 1992JaJAP..31.3518T. дои : 10.1143/jjap.31.3518. S2CID  123520303.
  23. ^ Стрит, РА; Бигельсен, ДК; Найтс, JC (15 июля 1981 г.). «Дефектные состояния в легированном и компенсированном $a$-Si:H». Физический обзор B . 24 (2): 969–984. Бибкод : 1981PhRvB..24..969S. doi : 10.1103/PhysRevB.24.969.
  24. ^ Банерджи, А.; Гуха, С. (15 января 1991 г.). «Исследование задних отражателей для применения солнечных элементов из сплава аморфного кремния». Журнал прикладной физики . 69 (2): 1030–1035. Бибкод : 1991JAP....69.1030B. дои : 10.1063/1.347418. ISSN  0021-8979.
  25. ^ Де Вольф, Стефан; Декудрес, Антуан; Холман, Закари К.; Баллиф, Кристоф (2012). «Высокоэффективные кремниевые солнечные элементы с гетеропереходом: обзор» (PDF) . Зеленый . 2 (1): 7–24. дои : 10.1515/зеленый-2011-0018. S2CID  138517035.
  26. ^ аб Чавали, РВК; Уилкокс-младший; Рэй, Б.; Грей, Дж.Л.; Алам, Массачусетс (1 мая 2014 г.). «Коррелированные неидеальные эффекты темновых и световых характеристик I # x2013; V в солнечных элементах с гетеропереходом a-Si / c-Si». Журнал IEEE по фотоэлектрической энергии . 4 (3): 763–771. doi :10.1109/JPHOTOV.2014.2307171. ISSN  2156-3381. S2CID  13449892.
  27. ^ Мацуура, Хидехару; Окуно, Тецухиро; Окуси, Хидэё; Танака, Казунобу (15 февраля 1984 г.). «Электрические свойства гетеропереходов n-аморфного/p-кристаллического кремния». Журнал прикладной физики . 55 (4): 1012–1019. Бибкод : 1984JAP....55.1012M. дои : 10.1063/1.333193. ISSN  0021-8979.
  28. ^ Тагучи, Микио; Маруяма, Эйдзи; Танака, Макото (1 февраля 2008 г.). «Температурная зависимость солнечных элементов из аморфного / кристаллического кремния с гетеропереходом». Японский журнал прикладной физики . 47 (2): 814–818. Бибкод : 2008JaJAP..47..814T. дои : 10.1143/jjap.47.814. S2CID  121128373.
  29. ^ Чавали, РВК; Мур, Дж. Э.; Ван, Сюйфэн; Алам, Массачусетс; Лундстрем, Миссисипи; Грей, Дж.Л. (1 мая 2015 г.). «Подход с замороженным потенциалом для разделения фототока и тока инжекции диода в солнечных элементах». Журнал IEEE по фотоэлектрической энергии . 5 (3): 865–873. doi :10.1109/JPHOTOV.2015.2405757. ISSN  2156-3381. S2CID  33613345.
  30. ^ Лу, Мэйджун; Дас, Уджвал; Боуден, Стюарт; Хегедус, Стивен; Биркмайр, Роберт (1 мая 2011 г.). «Оптимизация солнечных элементов с кремниевыми гетеропереходами со встречно-штыревыми контактами: адаптация зонных структур гетероинтерфейса при сохранении пассивации поверхности». Прогресс в фотоэлектрической энергетике: исследования и приложения . 19 (3): 326–338. дои : 10.1002/pip.1032. ISSN  1099-159Х. S2CID  97567531.
  31. ^ аб Чавали, РВК; Хатавкар, С.; Каннан, резюме; Кумар, В.; Наир, PR; Грей, Дж.Л.; Алам, Массачусетс (1 мая 2015 г.). «Многозондовая характеристика инверсионного заряда для самосогласованной параметризации HIT-клеток». Журнал IEEE по фотоэлектрической энергии . 5 (3): 725–735. doi :10.1109/JPHOTOV.2014.2388072. ISSN  2156-3381. S2CID  25652883.
  32. ^ Клейдер, JP; Шуффо, Р.; Гудовских А.С.; Рока и Кабаррокас, П.; Лабрюн, М.; Рибейрон, П.-Ж.; Брюггеманн, Р. (1 октября 2009 г.). «Электронные и структурные свойства границы раздела аморфный/кристаллический кремний». Тонкие твердые пленки . Материалы шестого симпозиума по тонким пленкам для электроники большой площади. 517 (23): 6386–6391. Бибкод : 2009TSF...517.6386K. дои :10.1016/j.tsf.2009.02.092.
  33. ^ Ли, Цзянь В.; Крэндалл, Ричард С.; Янг, Дэвид Л.; Пейдж, Мэтью Р.; Иваничко, Евгений; Ван, Ци (1 декабря 2011 г.). «Исследование емкости инверсии на аморфно-кристаллической границе раздела солнечных элементов с кремниевым гетеропереходом n-типа». Журнал прикладной физики . 110 (11): 114502–114502–5. Бибкод : 2011JAP...110k4502L. дои : 10.1063/1.3663433. ISSN  0021-8979.
  34. ^ Гудовских, А.С.; Кляйдер, Ж.-П.; Дэймон-Лакост, Дж.; Рока и Кабаррокас, П.; Вескетти, Ю.; Мюллер, Ж.-К.; Рибейрон, П.-Ж.; Роллан, Э. (26 июля 2006 г.). «Интерфейсные свойства солнечных элементов с гетеропереходом a-Si: H / c-Si по данным адмитансной спектроскопии». Тонкие твердые пленки . EMSR 2005 - Материалы симпозиума F по тонким пленкам и наноструктурным материалам для фотогальваники. EMRS 2005 - Симпозиум FEMSR 2005 - Материалы симпозиума F по тонким пленкам и наноструктурным материалам для фотогальваники. 511–512: 385–389. Бибкод : 2006TSF...511..385G. дои : 10.1016/j.tsf.2005.12.111.
  35. ^ Шмидт, М.; Корте, Л.; Лаадес, А.; Штангл, Р.; Шуберт, Ч.; Ангерманн, Х.; Конрад, Э.; Мэйделл, К. против (16 июля 2007 г.). «Физические аспекты солнечных элементов с гетеропереходом a-Si: H / c-Si». Тонкие твердые пленки . Материалы симпозиума I по тонким пленкам для электроники большой площади. Конференция EMRS 2007. EMRS 2006 - Симпозиум I. 515 (19): 7475–7480. Бибкод : 2007TSF...515.7475S. дои :10.1016/j.tsf.2006.11.087.
  36. ^ Бивур, Мартин; Райхель, Кристиан; Гермле, Мартин; Глунц, Стефан В. (1 ноября 2012 г.). «Улучшение контакта заднего эмиттера a-Si:H(p) кремниевых солнечных элементов n-типа». Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы . КремнийPV. 106 : 11–16. doi :10.1016/j.solmat.2012.06.036.
  37. ^ Дас, Уджвал; Хегедус, Стивен; Чжан, Лулу; Аппель, Джесси; Рэнд, Джим; Биркмайр, Роберт (2010). «Исследование свойств гетероинтерфейса и перехода в кремниевых солнечных элементах с гетеропереходом». 2010 35-я конференция специалистов по фотоэлектрической энергии IEEE . стр. 001358–001362. дои : 10.1109/PVSC.2010.5614372. ISBN 978-1-4244-5890-5. S2CID  24318974.
  38. ^ Батталья, Корсин; Николас, Сильвия Мартин де; Вольф, Стефан Де; Инь, Синтянь; Чжэн, Максвелл; Баллиф, Кристоф; Джави, Али (17 марта 2014 г.). «Кремниевый гетеропереходный солнечный элемент с селективным контактом MoOx с пассивированными отверстиями». Письма по прикладной физике . 104 (11): 113902. Бибкод : 2014ApPhL.104k3902B. дои : 10.1063/1.4868880 . ISSN  0003-6951. S2CID  14976726.
  39. ^ Масуко, К.; Сигемацу, М.; Хасигути, Т.; Фудзисима, Д.; Кай, М.; Ёсимура, Н.; Ямагучи, Т.; Ичихаши, Ю.; Мисима, Т. (1 ноября 2014 г.). «Достижение более 25 # x0025; эффективность преобразования с помощью солнечного элемента на кристаллическом кремнии с гетеропереходом». Журнал IEEE по фотоэлектрической энергии . 4 (6): 1433–1435. doi :10.1109/JPHOTOV.2014.2352151. ISSN  2156-3381. S2CID  31321943.
  40. ^ Асадпур, Реза; Чавали, Рагху В.К.; Хан, М. Райан; Алам, Мухаммад А. (15 июня 2015 г.). «Двусторонний кремниевый гетеропереход-перовскит органо-неорганический тандем для производства высокоэффективных (ηT * ~ 33%) солнечных элементов». Письма по прикладной физике . 106 (24): 243902. arXiv : 1506.01039 . Бибкод : 2015ApPhL.106x3902A. дои : 10.1063/1.4922375. ISSN  0003-6951. S2CID  109438804.
  41. ^ Аб Грин, Массачусетс (2004), «Последние разработки в фотоэлектрической энергетике», Солнечная энергия , 76 (1–3): 3–8, Бибкод : 2004SoEn...76....3G, doi : 10.1016/S0038-092X (03)00065-3.
  42. ^ С.А. Кэмпбелл (2001), Наука и техника изготовления микроэлектроники (2-е изд.), Нью-Йорк: Oxford University Press, ISBN 978-0-19-513605-0
  43. ^ Стритман, Б.Г. и Банерджи, С. (2000), Твердотельные электронные устройства (5-е изд.), Нью-Джерси: Прентис Холл, ISBN 978-0-13-025538-9.
  44. ^ Шах, А.В.; и другие. (2003), «Исследование материалов и солнечных элементов из микрокристаллического кремния» (PDF) , Материалы для солнечной энергии и солнечные элементы , 78 (1–4): 469–491, doi : 10.1016/S0927-0248(02)00448-8.
  45. ^ «Технические статьи». Semiconductor.net . Архивировано из оригинала 15 июля 2011 года . Проверено 17 апреля 2018 г.
  46. ^ Мён, Сын; Квон, Сон; Квак, Джун; Лим, Кенг; Пирс, Джошуа; Конагай, Макото (2006). «Хорошая стабильность многослойных солнечных элементов из протокристаллического кремния против светового излучения, возникающего в результате вертикально регулярного распределения изолированных наноразмерных зерен кремния». 2006 г. 4-я Всемирная конференция IEEE по фотоэлектрической энергии . стр. 1584–1587. дои : 10.1109/WCPEC.2006.279788. ISBN 978-1-4244-0016-4. S2CID  41872657.
  47. ^ Мён, Сын Ёп; Лим, Коенг Су; Груши, Джошуа М. (2005). «Структуры с двойным аморфным p-слоем карбида кремния, производящие высокостабилизированные многослойные солнечные элементы из протокристаллического кремния штыревого типа» (PDF) . Письма по прикладной физике . 87 (19): 193509. Бибкод : 2005ApPhL..87s3509M. дои : 10.1063/1.2126802. S2CID  67779494.
  48. ^ abc Кишор, Р.; Хотц, К.; Насим, Х.А. и Браун, В.Д. (2001), «Индуцированная алюминием кристаллизация аморфного кремния (α-Si:H) при 150°C», Electrochemical and Solid-State Letters , 4 (2): G14–G16, doi : 10.1149/1.1342182.
  49. ^ Юань, Чжицзюнь; Лу, Цихун; Чжоу, Цзюнь; Донг, Цзинсин; Вэй, Юнжун; Ван, Чжицзян; Чжао, Хунмин; Ву, Гохуа (2009), «Численный и экспериментальный анализ зеленой лазерной кристаллизации тонких пленок аморфного кремния», Optics & Laser Technology , 41 (4): 380–383, Bibcode : 2009OptLT..41..380Y, doi : 10.1016 /j.optlastec.2008.09.003.
  50. ^ Ли, Хён Сок; Чхве, Сусок; Ким, Сон У; Хонг, Сан Хи (2009), «Кристаллизация тонкой пленки аморфного кремния с использованием термической плазменной струи», Thin Solid Films , 517 (14): 4070–4073, Бибкод : 2009TSF...517.4070L, doi : 10.1016/j .tsf.2009.01.138, hdl : 10371/69100.