КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-79-10413
НазваниеСелективные контакты к кремнию на основе фосфидов элементов III группы для создания солнечных элементов
Руководитель Баранов Артем Игоревич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки "Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет имени Ж.И. Алферова Российской академии наук" , г Санкт-Петербург
Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-402 - Гидроэнергетика, новые и возобновляемые источники энергии
Ключевые слова солнечные элементы, гетеропереход А3В5/Si, атомно-слоевое осаждение, спектроскопия полной проводимости, нестационарная спектроскопия глубоких уровней, тонкие пленки, плазмохимическое осаждение
Код ГРНТИ29.19.16
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на разработку и исследование новых типов селективных контактов к кремнию на основе тонких слоев фосфидов элементов III группы, выращенных методом плазмохимического атомно-слоевого осаждения при низких температурах, для создания высокоэффективных фотоэлектрических преобразователей. Селективный контакт к кремнию – это один слой или система слоев, которая обеспечивает пассивацию поверхности подложки кремния и селекцию одного типа носителей заряда, что позволяет создать высокоэффективный солнечный элемент. Однако, современные селективные контакты на основе аморфного кремния и оксидов переходных металлов имеют недостатки в виде паразитного поглощения в ультрафиолетовой области солнечного спектра и недостаточной термостабильности соответственно. Решением проблемы может стать использование широкозонных фосфидов элементов III группы, которые создают потенциальные барьеры на гетерогранице с кремнием, обеспечивая селекцию носителей заряда, являются прозрачными для коротковолновой области излучения, более радиационно- и термоустойчивыми. Поэтому в проекте предлагается сконцентрировать внимание на новых конструкциях однопереходных солнечных элементов с селективным контактом на основе фосфидов элементов III группы. К этим материалам относятся GaP, BP, AlP и др. Известно, что на гетерогранице GaP/Si существует большой разрыв валентной зоны и практически отсутствует барьер в зоне проводимости, поэтому возможно создание селективного контакта для электронов на его основе. С другой стороны, BP является широкозонным и, согласно литературным данным, обладает большим разрывом в зоне проводимости на границе BP/Si, поэтому может быть сформирован селективный контакт для дырок. Предлагаемая технология атомно-слоевого осаждения, обеспечивающая высокую конформность роста, позволяет использовать подложки с сильно развитой поверхностью кремния, что существенно снижает оптические потери в широком диапазоне длин волн и углов падающего излучения. Обозначенные преимущества предлагаемых селективных контактов позволяют потенциально повысить суммарную выработку энергии солнечных элементов на их основе как для наземного применения, так и космического. В проекте будут выращены тонкие (менее 20 нм) селективные контакты на основе различных фосфидов III группы (GaP, AlP, BP) на подложках кремния с развитой поверхностью, рассмотрены их структурные и электрофизические свойства, а также изучены фотоэлектрические свойства солнечных элементов на их основе.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ