Реєстраційний номер
0223U005156,
(0123U103764)
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Плазмонне захоплення світла для високоефективних тонкоплівкових сонячних елементів
Назва етапу роботи
Розробка технології формування збагачених кремнієм нанокомпозитних плівок SiOx(Si) та SixOyNz(Si) з нанокристалами кремнію і процеси формування Al наночастинок на поверхні кремнієвої підкладинки.
Керівник роботи
Євтух Анатолій Антонович, д.ф.-м.н.
Дата реєстрації
15-12-2023
Організація виконавець
Інститут фізики напівпровідників імені В. Є. Лашкарьова Національної академії наук України
Опис роботи
Основною метою даного проекту є дослідження та розробка тонкоплівкових фотоелектричних перетворювачів з плазмонним захопленням світла сильнолегованими кремнієвими нанокристалами та нанокристалами металів і створення високоефективних і дешевих сонячних елементів. Основними оригінальними ідеями і характерними особливостями даного проекту є: 1) використання дешевих металевих нанокристалів Al і/або Cu замість традиційно використовуємих в плазмоніці Au і Ag, що є дуже важливим для масштабного виробництва сонячних елементів; 2) використання сильно легованих кремнієвих нанокристалів для збільшення поглинання інфрачервоної частини сонячного спектру внаслідок реалізації локалізованого поверхневого плазмонного резонансу; 3) використання в якості анти-відбиваючого захоплюючого світло покриття нанокомпозитних плівок SiOx(Si, Me), SixOyNz(Si, Me), що містять нанокристали кремнію та металів в оксидній та оксинітридній матрицях, що забезпечить одночасне плазмонне і діелектричне захоплення світла; 4) використання лазерних імпульсних технологій для запобігання розмиття границь складових надтонких шарів структур притаманному традиційному ізотермічному відпалу.
Опис етапу
Звіт подається в одному томі: 45 с., 10 рис, 1 табл., 67 джерел.
Ключові слова: ІОННО-ПЛАЗМОВА ТЕХНОЛОГІЯ, НАНОКОМПОЗИТНІ ПЛІВКИ, ОКСИДНІ МАТРИЦІ, ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ, СТРУКТУРА ТА СКЛАД, ПЛАЗМОНІКА, ПЛІВКИ Al, ТЕХНОЛОГІЇ, ТЕРМІЧНІ ВІДПАЛИ, ФОТОВОЛЬТАЇКА.
Обєкт дослідження – іонно-плазмова технологія отримання нанокомпозитних плівок та технологія отримання надтонких плівок алюмінію.
Метою даного етапу проекту є розробка технології формування збагачених кремнієм нанокомпозитних плівок SiOx(Si) та SixOyNz(Si) з нанокристалами кремнію і процеси формування Al наночастинок на поверхні кремнієвої підкладинки.
У результаті роботи розроблено технологію іонно-плазмового осадження збагачених кремнієм нанокомпозитних плівок SiOx(Si), SiOxNy(Si) та SiAlzOxNy(Si) з нанокристалами кремнію та досліджено їх структурні та оптичні характеристики. Встановлено, що плівки мають низьке поглинання та значну прозорість в УФ-видимому діапазоні – ближній ІЧ-області спектру. Атоми Al знаходяться у зв’язаному стані (частинки металу не утворюються).
Розроблено технологію формування надтонких плівок Al та встановлено вплив термічного відпалу на структуру та оптичні властивості плівок. Встановлено, що після термічного відпалу плівка Al стає пористою. Падіння оптичного пропускання в короткохвильовій області може бути довгохвильовим плечем локалізованої смуги поверхневого плазмонного резонансу в наночастинках алюмінію. Така стрічка корисна для фотоелектричних пристроїв для поглинання світла в УФ-діапазоні.
Встановлено покращення відбивної здатності p-Si/Al/SiOx структур у довгохвильовому діапазоні 620...920 нм. Отримані результати можуть бути застосовані для формування структури p-Si/Al/SiOx на тильній стороні при виготовленні тонкоплівкових сонячних елементів
Опис продукції
Автори роботи
Євтух Анатолій Антонович
Антонін Сергій Володимирович
Братусь Олег Леонідович
Мурий Ярослав Юрійович
Пилипова Ольга Вікторівна
Федоренко Леонід Леонідович
Додано/оновлено в НРАТ
2023-12-15
