Новые технологические подходы к созданию текстур и согласованию термического расширения в дизайне высокоэффективных кремниевых солнечных фотопреобразователей
Никитин С.Е.1, Бобыль А.В.1,2, Авезова Н.Р.3, Теруков Е.И.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
3Физико-технический институт НПО ”Физика−Солнце“ Академии наук Республики Узбекистан, Ташкент, Узбекистан
Email: nikitin@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 18 июня 2018 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 1969 г.
Рассмотрены причины отказов высокоэффективных кремниевых солнечных фотопреобразователей. Около 30% отказов происходит из-за образования трещин в кремниевых пластинах и электродах. Механические напряжения, приводящие к образованию трещин, связаны с пирамидальной геометрией текстуры и разностью теплового расширения материалов конструкции. Описана новая методика текстурирования кремния, где функцию зародышей текстуры выполняют преципитаты SiOx, что позволяет получать поверхность состоящую из вогнутых сфероидов cубмикронных размеров, резко уменьшающую отражение в области длин волн 330-550 нм. Предложен способ согласования теплового расширения элементов конструкции фотопреобразователей с использованием согласующих слоев железоникелевых сплавов, что дает существенное уменьшение вероятности отказов по механизму образования трещин в кремниевых пластинах и отслаивания электродов.
- M. Taguchi, A. Yano, S. Tohoda, K. Matsuyama, Y. Nakamura, T. Nishiwaki, K. Fujita, E. Maruyama. IEEE J. Photovolt., 4, 96 (2014)
- J. Kegel, H. Angermann, U. Sturzebecher, E. Conrad, M. Mews, L. Korte, B. Stegemann. Appl. Surf. Sci., 301, 56 (2014)
- S. Kasap, P. Capper (eds). Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials, Springer International Publishing AG 2017
- A. Green, Y. Hishikawa, W. Warta, E.D. Dunlop, D.H. Levi, J. Hohl-Ebinger, A.W.Y. Ho-Baillie. Prog. Photovolt. Res. Appl., 25, 668 (2017)
- ITRPV, 8th edn (September, 2017). http://www.semi.org/sites/ semi.org/files/docs/ITRPV\_2014\_Roadmap \_Revision1\_ 140324.pdf
- M. Kontges, S. Kurtz, U. Jahn, K.A. Berger, K. Kato, H. Liu, T. Friesen, M. Van Iseghem. Review of Failures of Photovoltaic Modules. Report IEA-PVPS T13-01:2014
- L. Forbes. Solar Energy, 86, 319 (2012)
- M. Edwards, S. Bowden, U. Das, M. Burrows. Solar Energy Mater. \& Solar Cells, 92, 1373 (2008)
- [M. Moreno, D. Murias, J. Marti nez, C. Reyes-Betanzo, A. Torres, R. Ambrosio, P. Rosales, P. Roca i Cabarrocas, M. Escobar. Solar Energy, 101, 182 (2014)
- A. Buchler, A. Beinert, S. Kluska, V. Haueisen, P. Romer, F.D. Heinz, M. Glatthaar, M. Schubert. Energy Procedia, 124, 18 (2017)
- J. Rion, Y. Leterrier, J.-A.E. Mеnson. J.-M. Blairon. Composites: Pt A, 40, 1167 (2009)
- M.T. Zarmai, N.N. Ekere, C.F. Oduoza, E.H. Amalu. Appl. Energy, 154, 173 (2015)
- T. Aoyama, M. Aoki, I. Sumita, Y. Yoshino1, Y. Ohshita, A. Ogura. Jpn. J. Appl. Phys., 56, 102302 (2017)
- arXiv:1801.04245v1 [physics.app-ph] 12 Jan 2018 site:export.arxiv.org
- H. Angermann, A. Laades, U. Sturzebecher, E. Conrad, C. Klimm, T.F. Schulze, K. Jacob, A. Lawerenz, L. Korte. Sol. St. Phenomena, 187, 349 (2012)
- Y. Han, X. Yu, D. Wang, D. Yang. J. Nanomaterials, 716012, 5 (2013)
- [A.K. Chu, J.S. Wang, Z.Y. Tsai, C.K. Lee. Sol. Energy Mater. \& Solar Cells, 93, 1276 (2009)
- В.Н. Вербицкий, И.Е. Панайотти, С.Е. Никитин, А.В. Бобыль, Г.Г. Шелопин, Д.А. Андроников, А.С. Абрамов, А.В. Саченко, Е.И. Теруков. Письма ЖТФ, 43 (17), 3 (2017)
- A. Borghesi, B. Pivac, A. Sassella, A. Stella. J. Appl. Phys., 77, 4169 (1995)
- J.D. Murphy, R.E. McGuire, K. Bothe, V.V. Voronkov, R.J. Falster. Solar Energy Mater. \& Solar Cells, 120, 402 (2014)
- С.Е. Никитин, Е.Е. Терукова, А.В Нащекин, А.В Бобыль. Патент РФ N 2600076
- С.Е. Никитин, Е.Е. Терукова, А.В. Нащекин, А.В. Бобыль, И.Н. Трапезникова, В.Н. Вербицкий. ФТП, 51 (1), 105 (2017)
- А.И. Курносов, В.В. Юдин. Технология производства полупроводниковых приборов и интегральных микросхем (М., Высш. шк., 1986) гл. 7, с. 118
- A. Kazor, R. Gwilliam, Ian W. Boyd. Appl. Phys. Lett., 65, 412 (1994)
- Zh. Cui, J.M. Madsen, Ch.G. Takoudis. J. Appl. Phys., 87, 8181 (2000)
- J.R. Wilson, M.E. Levis. Nature, 206, 1350 (1965)
- C.Е. Никитин, А.В. Бобыль, Г.А. Иванов, Е.И. Теруков. Патент РФ N 172396
- В.Б. Арзамасов, А.Н. Волчков и др. Материаловедение и технология конструкционных материалов (М., Издательский центр "Академия", 2007).
- А. Парфенов. Технологии в электронной промышленности, N 2 (2008) (http://tech-e.ru/2008\_2\_46.php)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.
