Фотоэлектрические и оптические свойства многослойных структур с использованием por-Si, изготовленным по различным технологическим маршрутам

Abstract

В настоящее время перспективными солнечными элементами являются многослойные структуры, которые широко используются в космической и промышленной отрасли. Пористый кремний используется в фоточувствительных образцах в качестве рабочего слоя, который позволяет увеличить генерацию неосновных носителей заряда и повысить её эффективность [1]. Определение основных фотоэлектрических параметров выполнялось на подложках монокристаллического кремния с различным типом обработки поверхности (текстурированная, шлифованная). Получение пористого кремния производилось электролитическим травлением в растворе ( : ) в пропорции 1:1 при использовании однокамерных ячеек вертикального и горизонтального типа. Однако формирование p – n перехода осуществлялось для двух типов образцов в разных рабочих слоях, а именно в первом случае диффузия фосфором и бором создавалась посредством нанесения пленок фосфорного и борного диффузантов на подложке кремния для сторон n – типа и p – типа соответственно. Во втором случае данный процесс проводился непосредственно в пористый кремний. Процесс диффузии для стороны p – типа проходил 30 минут при температуре 1000 ± 5 °С, а для стороны n – типа проходил 40 минут при температуре 850 ± 5 °С. Глубина залегания p – n перехода для двух разных рабочих слоев составляла порядка 3 мкм. После всех процедур осуществлялось удаление фосфорносиликатного и боросиликатного стекол в фтороводородной кислоте. Далее на n-слое кремния создавались алюминиевые контакты и просветляющее покрытие сульфида цинка путем термического испарения в вакууме. Во втором случае при проведении операции диффузии примеси в пористый слой существует риск повредить его нанокристаллическую структуру. Экспериментально было показано в работе [2], что для нанокристаллов кремния диаметром 5 nm температура плавления падает до 900 градусов. Эффект снижения точки плавления наблюдался также для пористого кремния (por-Si), который содержит нано- и микрокристаллы размером от единиц нанометров до десятков микрон.