Материал для солнечных батарей

Материал для солнечной энергетикиИнновационная технология создания материала для фотовольтаики позволит повысить эффективность солнечных батарей до рекордных значений.

Фотовольтаики — раздел науки на стыке физики, фотохимии и электрохимии, изучающий процесс возникновения электрического тока в различных материалах под действием падающего на него света.

Инновационная технология разработана в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ».

Солнечная энергетика, как одна из разновидностей альтернативных источников энергии, является перспективным и востребованным направлением науки.
Существующие высокоэффективные многопереходные солнечные элементы по уровню КПД уже приблизились к своему теоретическому пределу, поэтому сегодня все усилия мирового научного сообщества направлены на создание и внедрение более эффективных и экономически выгодных подходов к их изготовлению.

Разработку технологии создания материала предложил профессор кафедры фотоники Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» (вуз – участник Проекта 5-100), доктор технических наук Александр Гудовских. Технология основана на использовании кремниевых подложек, формируемых с помощью совмещения технологии атомно-слоевого осаждения на начальном этапе роста, и метода газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (МОС-гибридной эпитаксии).

Принципиальное отличие от предыдущих разработок состоит в том, что рост «нуклеационного слоя осуществляется методом плазмохимического атомно-слоевого осаждения при сравнительно низких температурах с последующим эпитаксиальным ростом верхнего перехода на основе A3B5 квантоворазмерных структур методом МОС-гидридной эпитаксии.

Одним из направлений фотовольтаики является формирование решеточно-рассогласованных A3B5 солнечных элементов на кремниевых подложках. Однако такой подход имеет существенный недостаток – значительная плотность дислокаций в приборах за счет несоответствия постоянных решетки приводит к низкому качеству слоев соединений A3B5 и их сильной деградации, что ограничивает их использование для фотоэлектрического преобразования солнечной энергии.

Автор проекта профессор Гудовских рассказал, что существующие способы создания фотоэлементов предполагают высокотемпературный (900-1000°C) отжиг кремниевой подложки на начальной стадии роста для удаления оксида и реконструкции поверхности, что в дальнейшем приводит к деградации времени жизни в подложке.

Новая технология предполагает уменьшение температуры эпитаксиального роста GaP на Si подложках до 600-750°C, а также формирование структур GaP/Si с нуклеационным слоем GaP методом атомно-слоевого плазмохимического осаждения при температуре 380°C.

Информация о СПбГЭТУ «ЛЭТИ» — https://etu.ru/

Просмотров: 108