Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Тонкопленочная солнечная энергетика 10
1.1 Кремниевые тонкопленочные фотоэлектрические преобразователи 13
1.2 Технология изготовления двухкаскадных тонкопленочных солнечных модулей на основе аморфного и микрокристаллического кремния размером 1100х1300 мм 18
1.3 Технология получения аморфного гидрогенизированного кремния с нанокристаллическими включениями; полиморфный и протокристаллический кремний 28
1.4 Влияние технологических параметров на свойства материалов и параметры фотоэлектрических преобразователей на основе кремния 40
Выводы по первой главе 55
ГЛАВА 2. Разработка технологии аморфного гидрогенизированного кремния с нанокристаллическими включениями с улучшенной фоточувствительностью и стабильностью 56
2.1 Плазмо-химическое осаждение из газовой фазы пленок кремния на установке KAI 56
2.2 Методы исследования тонких пленок кремния и структур на их основе 61
2.3 Исследование нелегированного слоя аморфного кремния первого каскада двухкаскадного тонкопленочного солнечного модуля 65
2.4 Разработка технологии и исследование пленок аморфного гидрогенизированного кремния с нанокристаллическими включениями 69
Выводы по второй главе 84
ГЛАВА 3. Формирование и исследование тонких нелегированных пленок микрокристаллического кремния 85
3.1 Условия формирования и методы исследования тонких пленок микрокристаллического кремния 85
3.2 Исследование собственного слоя микрокристаллического кремния второго каскада тонкопленочного солнечного модуля 86
3.3 Исследование нелегированного слоя микрокристаллического кремния второго каскада двухкаскадного тонкопленочного солнечного модуля .. 90
Выводы по третьей главе 98
4. Исследование двухкаскадных солнечных модулей, полученных при различных режимах осаждения нелегированного слоя микрокристаллического кремния второго каскада 100
4.1 Изготовление образцов однокаскадных фотоэлектрических преобразователей и двухкаскадных тонкопленочных солнечных модулей 104
4.2 Исследование пленки ZnO для прозрачных проводящих электродов 106
4.3 Исследование однокаскадных тонкопленочных солнечных ячеек на основе аморфного кремния 113
4.4 Исследование характеристик двухкаскадных тонкопленочных солнечных минимодулей размером 100х100мм 116
4.5 Исследование деградации двухкаскадных тонкопленочных минимодулей на основе аморфного и микрокристаллического кремния. 123
4.6 Исследование двухкаскадных тонкопленочных солнечных модулей большой площади, полученных при различных режимах осаждения нелегированного слоя микрокристаллического кремния 127
Выводы по четвертой главе 130
Заключение 132
Список сокращений и условных обозначений 134
Список литературы
- Технология получения аморфного гидрогенизированного кремния с нанокристаллическими включениями; полиморфный и протокристаллический кремний
- Влияние технологических параметров на свойства материалов и параметры фотоэлектрических преобразователей на основе кремния
- Исследование нелегированного слоя аморфного кремния первого каскада двухкаскадного тонкопленочного солнечного модуля
- Исследование нелегированного слоя микрокристаллического кремния второго каскада двухкаскадного тонкопленочного солнечного модуля
Технология получения аморфного гидрогенизированного кремния с нанокристаллическими включениями; полиморфный и протокристаллический кремний
В конце XIX века после начала промышленной революции ученые, инженеры и изобретатели начали задумываться об альтернативах угольному топливу и биомассе, вклад которых к началу XX века составлял почти 100% от мирового потребления энергоресурсов. Освоение технологии нефти и газодобычи в XX веке стало приводить к постепенному снижению вкладов твердого топлива в мировой энергетический баланс, и к началу 70-х годов прошлого века, нефть стала основным энергоресурсом с вкладом в энергетический баланс 47% [1]. Растущая вера в то, что нефть и уголь были ограниченными ресурсами, которые рано или поздно могли закончиться и тем самым привести к глобальному мировому кризису, принуждала многие страны задуматься о развитии альтернативных источников энергии. В итоге, энергетический кризис 70-х годов дал толчок к пересмотру энергетических стратегий многих стран. Стало ясно, что нефть не может быть надежной долговременной основой развития мировой энергетики и необходимо диверсифицировать используемые первичные источники энергии. Начавшее бурное развитие атомной энергетики в мире резко замедлилось в связи с Чернобыльской катастрофой в 1986 году. Отметим, что трагедии, похожие на эту, случаются и по сей день. В 2011 году произошёл взрыв атомного реактора на АЭС Фукусима-1 в Японии. Все это делает будущее атомной энергетики туманным.
Наряду с энергетическими проблемами, в мире стала нарастать озабоченность уровнем воздействия человекам на окружающую среду. В 1992 году была принята Рамочная конференция ООН об изменениях климата (РКИК), признавшая существование проблемы изменения климата, являющейся в значительной мере результатом антропогенной деятельности человека. Во многих странах начались активные исследования и разработки по поиску новых, более экологически безопасных источников энергии, которые минимально влияют на количество выбросов CO2. К таким источникам относятся возобновляемые источники энергии (ВИЭ), в частности, солнечная энергетика. История современной солнечной энергетики уходит к середине XIX века.
Годом заложения физических основ фотовольтаики можно считать открытие А.Е. Беккерелем фотовольтаического эффекта в 1839 году. Лишь в 1954 году Д. Чаплин и др. объявили о создании первой пригодной к использованию фотопреобразовательной ячейки на основе пластин кристаллического кремния с коэффициентом преобразования равным 6% [2].
На сегодняшний день фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии является одним из наиболее перспективных направлений возобновляемой энергетики. В большинстве развитых стран приняты законы по государственной поддержке возобновляемой энергетики, способствующие значительному увеличению мощностей солнечных парков. Такие страны, как Германия, Япония, США стали лидерами по количеству различных видов инсталляций от частного использования на крышах домов, до больших солнечных парков, достигших мощности в 100 МВт [3]. В 2012 г. в мире было установлено солнечных парков суммарной мощностью более 31 ГВт при общей мощности установленных к 2013 году более 102 ГВт и ожидаемой к 2020 году - 400-500 ГВт [4].
Существует три основных направления развития фотоэлектрических преобразователей: кремниевое, концентраторное и тонкопленочное. Во многом из за уже имеющейся хорошо отработанной технологии получения высококачественных слитков кремния, используемых для микроэлектронной промышленности, лидирующую позицию на рынке фотоэлектрических преобразователей заняла технология, основанная на использовании подложек из моно- или поликристаллического кремния с большим размером зерен. Кристаллический кремний является непрямозонным полупроводниковым материалом с шириной запрещенной зоны 1,1 эВ и обладает низким коэффициентом оптического поглощения ( 100 cm-1 при E Eg). В связи с этим, для полного поглощения солнечного света необходимо использовать подложки толщиной более 100 мкм. За годы совершенствования технология производства фотоэлектрических преобразователей на основе кристаллического кремния прошла путь от простого p-n перехода к гораздо более совершенным устройствам с пассивацией поверхности кристаллического кремния для уменьшения поверхностной рекомбинации, с использованием текстурирования поверхности для увеличения эффективного оптического пути света в кремниевой подложке с нанесенными антиотражающими покрытиями.
На сегодняшний день эффективность солнечных батарей на основе монокристаллического (c-Si) и поликристаллического кремния (poly-Si) достигла 25% [5] и 20,4% [6], соответственно. Объемы установленных энергетических мощностей на основе данных фотопреобразовательных элементов превышают 90 %. Недостатком данной технологии по-прежнему является относительно высокая цена. Кристаллические кремниевые солнечные модули имеют большой температурный коэффициент, который уменьшает эффективность преобразования солнечного света при высоких рабочих температурах.
Лидерами по эффективности преобразования солнечной энергии в мире являются фотоэлектрические элементы на основе гетеропереходов с концентрированием солнечного излучения. Такие структуры имеют эффективность более 37% [4]. Концентрирование солнечного излучения подразумевает систему слежения за положением солнца, что делает такие системы более дорогими.
Несмотря на доминирующую роль технологии кристаллического и поликристаллического кремния на рынке фотовольтаики и рекордно высокую эффективность фотопреобразователей концентраторного типа, в последнее десятилетие все большее распространение получают технологии производства солнечных элементов на основе тонких пленок различных полупроводниковых материалов. К наиболее развитым технологиям изготовления полупроводниковых тонкопленочных солнечных элементов на сегодняшний день можно отнести следующие: технологию фотоэлементов на основе аморфного гидрогенизированного кремния (a-Si) [7-9] и ее производные (тандемные фотопреобразовательные элементы на основе аморфного и микрокристаллического кремния (a-Si/jiic-Si)[10], двух- и трехкаскадные элементы на основе сплавов аморфного и микрокристаллического кремния a-SiGe, цс-SiGe, a-SiOx и др. [11]), телурида кадмия (CdTe) [12], диселенида меди и индия (CIGS – copper indium gallium (di) selenide) [13], а также многопереходных солнечных элементов на основе соединений 3-ей и 5-ой группы (A3B5) – GaAs, GaInP, GaInAs и т.д. [14]. В последнее время распространение также получает технология производства тонкопленочных фотопреобразовательных элементов на основе кестерита Cu2ZnSnS4 (CZTS) [15].
Влияние технологических параметров на свойства материалов и параметры фотоэлектрических преобразователей на основе кремния
Тонкопленочный солнечный модуль состоит из двухкаскадных фотоэлектрических преобразователей, состоящих из двух последовательно осажденных фотопреобразующих p-i-n переходов (каскадов), на основе аморфного и микрокристаллического кремния. Последовательность осаждения определяет тип электрического соединения 2-х каскадов – они оказываются включенными последовательно. Каждый из каскадов представляет собой p-i-n структуру, протекание тока между которыми обеспечивается рекомбинационным переходом, о котором упоминалось выше. Использование конфигурации p-i-n вместо классического p-n перехода обусловлено особенностями используемых фотоактивных материалов – аморфного и микрокристаллического кремния. Для этих материалов характерно наличие большого количества структурных дефектов, которые выступают в роли ловушек для электронов и дырок, наличие которых, в свою очередь, уменьшает длину диффузии носителей заряда. В отличие от классических кристаллических полупроводников с большими значениями длины диффузии, в которых перенос заряда в p-n структуре осуществляется диффузией носителей в область p-n перехода, малая диффузионная длина носителей заряда в аморфном кремнии приводит к невозможности использования данной схемы. Чтобы обойти это фундаментальное ограничение, используется p-i-n переход, в который между легированными слоями добавляется нелегированный i-слой. Именно в i-слое происходит поглощение света и разделение зарядов, перенос заряда осуществляется не диффузионным механизмом, а дрейфом в электрическом поле, образованном энергетическим барьером в области pin-перехода. Дрейфовая длина зависит от величины электрического поля, которая, в свою очередь, определяется параметрами структуры: толщиной собственного слоя, степенью легирования p- и n-слоев, шириной запрещенной зоны материалов, качеством материала осаждаемых слоев, то есть параметрами технологического процесса осаждения pin-структуры [21].
Использование 2-х каскадной схемы позволяет повысить эффективность фотопреобразования за счет увеличения спектральной чувствительности ФЭП, путем использования в качестве поглотителей света материалов с разной шириной запрещенной зоны, а также за счет уменьшения потерь на термализацию фотоносителей. С точки зрения двухпереходных ФЭП, материалы, используемые для верхнего и нижнего каскадов (аморфный и микрокристаллический кремний, соответственно) обладают близкими к оптимальным значениями величины запрещенной зоны [36]: 1,75 эВ для верхнего перехода и 1,1 эВ для нижнего перехода. Таким образом, верхний каскад поглощает свет в синей и зеленой части оптического спектра, пропуская свет красного и ближнего ИК-диапазона, который поглощается в нижнем каскаде. Кривые поглощения аморфного и микрокристаллического кремния приведены на рисунке 1.3. Помимо фотоактивных слоев конструкция микроморфных ФЭП подразумевает использование прозрачных проводящих оксидных слоев в качестве лицевого и тыльного токосъемных контактов. В наиболее эффективных микроморфных ФЭП в качестве материала прозрачного проводящего контакта используется поликристаллический оксид цинка, легированный бором, (ZnO:B), осаждаемый методом химического осаждения из газовой фазы при пониженном давлении.
Конструкция самой тонкопленочной структуры изображена рисунке 1.4. На лицевое стекло последовательно нанесены следующие слои: ZnO – лицевой прозрачный контакт; p a-SiC:H – p эмиттер первого перехода; i a-Si:H – 5-г
Последовательность полупроводниковых слоев в тонкопленочном фотопреобразователе тандемного типа поглощающий слой первого перехода (1,75 эВ); n c-Si:H – n эмиттер первого перехода и туннельного диода; p c-Si:H - p эмиттер второго перехода и туннельного диода; i c-Si:H – поглощающий слой второго перехода (1,1 эВ); n c-Si:H - n эмиттер второго перехода; ZnO – тыльный контакт; слой серебросодержащей пасты в местах присоединения продольных шин.
Для обеспечения разделения фотоэлектрической структуры модуля на отдельные ячейки и их последовательного электрического соединения используется процедура поочередного лазерного скрайбирования – удаление материала осажденных слоев на строго ограниченном участке модуля энергией лазерного пучка и осаждения различных слоев, входящих в состав ФЭП. Путем реализации такой последовательности операций осуществляется монолитное электрическое соединение отдельных ячеек в составе модуля. Применяя различные схемы скрайбирования, можно менять выходные параметры изготавливаемых модулей: тока и напряжения в рабочей точке. Схематическое поэтапное изображение процесса формирования тонкопленочного фотопреобразователя, представлено на рисунке 1.5.
Теперь перейдем к описанию самого процесса изготовления фотоэлектрических модулей, он начинается с отмывки лицевой стеклянной подложки. Отмывка осуществляется с помощью щелочных растворов (1.5а). После процесса отмывки на стекло наносится слой прозрачного проводящего оксида (1.5б). К данному материалу предъявляются требования по обеспечению проводимости, прозрачности, малого отражения и технологической совместимости с технологией формирования активных полупроводниковых слоев. Другим требованием является распространенность всех компонентов, из которых состоит материал. В связи с этим, использование слоев оксида индия олова (ITO) содержащего индий, запасы которого в мире сильно ограничены, является экономически нецелесообразным. В качестве проводящего прозрачного электрода было выбрано использование слоев оксида цинка ZnO, легированных бором. Этот материал, по сравнению оксидом олова SnO2, позволяет существенно сократить оптические потери в области 550-700 нм.
Исследование нелегированного слоя аморфного кремния первого каскада двухкаскадного тонкопленочного солнечного модуля
Спектроскопия комбинационного рассеяния (Рамановская спектроскопия). Для определения среднего размера dc кристаллитов и доли кристаллической фазы Fc пленок аморфного кремния с нанокристаллическими включениями измерялись спектры комбинационного рассеяния при помощи спектрометра LabRam HR800 фирмы «Horiba Jobin Yvon». Спектрометр оборудован внешним Ar+ лазером (Coherent Innova 300C MotoFreD Ion Laser) с длиной волны 532 нм (зеленый цвет). Мощность лазерного излучения, используемая при измерениях спектров комбинационного рассеяния, равнялась 10 КВт/см2. Данное значение мощности позволяет измерять спектры без изменения структуры образца. Доля кристаллической фазы определялась при помощи обработки спектров комбинационного рассеяния по методике, описанной в работах [99-101]. Спектр комбинационного рассеяния раскладывается на три функции Гаусса: 1) функция Гаусса с максимумом в 480 см"1 относящиеся к аморфной фазе; 2) функция Гаусса с максимумом в диапазоне 510-520 см"1 относящиеся к микрокристаллам кремния; 3) функция Гаусса с максимумом в диапазоне 505-515 см"1 относящиеся к кристаллитам нанометрового размера. В итоге доля кристаллической фазы рассчитывается по следующей формуле:
Расчет размеров нанокристаллической фазы в пленках производился с использованием модели фононного конфайнмента для сферических кристаллитов [102]. Растровая электронная микроскопия. При помощи методики электронной микроскопии высокого разрешения исследовалась структура аморфного гидрогенизированного кремния с нанокристаллическими включениями.
Измерение спектральной фоточувствительности. С целью изучения явлений переноса носителей заряда в пленках аморфного гидрогенизированного кремния, были исследованы электрические и фотоэлектрические свойства пленок. Для исследования фотопроводимости пленок а-Si:Н на стеклянных подложках формировались тонкопленочные резисторы (см. рисунок 2.4).
Исследование нелегированного слоя аморфного кремния первого каскада двухкаскадного тонкопленочного солнечного модуля
В данном параграфе проведено исследование влияния условий осаждения на свойства, их равномерность и скорость роста нелегированных слоев аморфного гидрогенизированного кремния, осажденных на стеклянную подложку большой площади в разных режимах. Как уже было сказано выше, нелегированный i-слой p-i-n структуры аморфного перехода двухкаскадного ФЭП, изготовленного по базовому рецепту, состоит из двух слоев: i1-слой и i2-слой (см. таблицу 2.1). Поэтому в данной работе в отдельности исследовались два i-слоя. Величина микроструктурного фактора меняется слабо.
Исследование нелегированного i1-слоя аморфного кремния. На рисунке 2.5 представлены экспериментальные результаты влияния степени разбавления силана водородом RH на свойства и скорость роста пленки i1-a-Si:H. Скорость роста пленки c-Si:H уменьшается c увеличением RH, при этом и растет щель подвижности Eg (см. рисунок 2.5а). Скорость роста a-Si:H, осажденного при базовом режиме, равна 1,97 А/c (RH 1). С увеличением RH неоднородность толщины пленки по площади подложки ведет себя довольно интересным образом: значение данной неоднородности увеличивается с 7,5 до 10,5 % для полного поля 13х15 точек, а для поля 11х13 точек уменьшается с 5,5 до 4 %.
На рисунке 2.6 представлены экспериментальные результаты влияния мощности ВЧ излучения на свойства и скорость роста пленки a-Si:H. Скорость роста и щель подвижности Eg пленки a-Si:H увеличивается с ростом мощности ВЧ излучения. Начиная с 300 Вт зависимость скорости роста от мощности ВЧ излучения выходит в насыщение, скорее всего это происходит из-за полного разложения силана в плазме. Интересно, что зависимость неоднородности толщины по площади подложки (для поля 13х15 точек) от мощности ВЧ излучения имеет два минимума при 175 Вт и 400 Вт. Также с увеличением мощности разряда происходит увеличение величины микроструктурного фактора и Eg, что говорит об увеличении пористости структуры осаждаемой пленки. Минимум неоднородности толщины слоя наблюдается при мощности разряда 175 Вт.
С увеличением рабочего давления скорость осаждения растет. Величина микроструктурного фактора практически не меняется с изменением давления, ширина запрещенной зоны уменьшается с ростом давления. Минимум неоднородности толщины слоя наблюдается при давлении 0,3 мбар.
С увеличением температуры осаждения отмечен небольшой рост скорости осаждения. Неоднородность толщины от температуры осаждения зависит слабо. Ширина запрещенной зоны уменьшается с увеличением температуры, что говорит об уменьшении содержании водорода в слое. Величина микроструктурного фактора с увеличением температуры уменьшается, что свидетельствует об увеличении плотности структуры.
Рисунок 2.6 Зависимости скорости роста (а), ширины запрященной зоны Eg (а) и неоднородноти по толщине (б) от мощности i1-слоя a-Si:H
На рисунке 2.7 представлен ИК спектр показателя поглощения (). Данный спектр имеет обычный для пленок аморфного гидрогенизированного кремния вид. Положение максимумов спектра совпадает с данными в работе [96]. По поглощению в области 640 см-1 (см. рисунок 2.8а), используя формулу приведенную в данной работе, была проведена оценка содержания связанного водорода CH в пленке i1-a-Si:H, которая показала, что CH = 14 ат.%.
На рисунке 2.8б представлена часть спектра поглощения в области 2000-2100 см-1 пленки i1-a-Si:H, а также его разложение на две функции Гаусса с максимумами при 1994 см-1 и 2093 см-1. Поглощение в области 1994 см-1 относится к изолированным моногидридным SiH связям, а поглощение в области 2093 см-1 относится к дигидридным SiH2 связям. Микроструктурный фактор R данной пленки равняется 0,02, что является очень низким значением. Как известно, чем меньше R, тем ниже степень фотоиндуцированной деградации пленки аморфного кремния. Данные результаты были представлены в работах [103] и [104].
Исследование нелегированного слоя микрокристаллического кремния второго каскада двухкаскадного тонкопленочного солнечного модуля
Основным эксплуатационным параметром ФЭП является эффективность преобразования солнечной энергии в электрическую. Этот параметр в свою очередь зависит от напряжения холостого хода (Uхх), тока короткого замыкания (Iкз) и фактора заполнения (FF). Как говорилось выше, эти три характеристики лимитируются параметрами структуры и материалов ФЭП: Uхх и FF в основном лимитированы фундаментальными свойствами материалов и концентрацией дефектов в этих материалах, Iкз лимитирован толщинами фотопреобразующих слоев, а также неполной утилизацией всего спектра солнечного излучения вследствие ограниченности набора материалов, которые могут быть использованы в качестве светопоглощающих слоев с приборным качеством.
В ходе литературного обзора неоднократно упоминался эффект фотоиндуцированной деградации слоев аморфного кремния и ФЭП на его основе. Деградация свойств ФЭП на основе аморфного кремния может достигать 25-30%. При обсуждении свойств ФЭП на основе аморфного кремния могут рассматриваются как его начальные (до деградации) так и стабилизированные (после 1000 часов облучения светом со спектром АМ1.5) характеристики. Величина деградации коррелирует с показателями качества собственных слоев (микроструктурный фактор, внутризонное поглощение), поэтому оптимизация этих показателей является залогом минимальной величины фотоиндуцированной деградации ФЭП. Величина фотоиндуцированной деградации сильно зависит от толщины собственного слоя аморфного перехода. Так, в работе [133] для однопереходных ФЭП на основе аморфного кремния показано, что при переходе от толщины собственного слоя 140 нм до 270 нм, величина фотоиндуцированной деградации увеличивается с 9 до 16,5%. Для уменьшения деградации необходимо использовать собственные слои аморфного перехода с толщиной не более 200-220 нм. Возможно использование еще более тонких слоёв аморфного кремния, например, для получения полупрозрачных модулей, которые могут использоваться вместо стекол в оконных рамах [134]. Все же исследования, представленные ниже, направлены на улучшение технологии двухкаскадных ФЭП, поэтому толщина a-Si:H в однокаскадных ТСЭ была взята равная толщине a-Si:H первого каскада двухкаскадного ТСМ – 200 нм.
Основной методикой, применяемой для характеризации ФЭП, является измерение ВАХ и спектров квантового выхода. Измерения ВАХ производились на имитаторе солнечного излучения (AM1.5 при мощности излучения 1000 Вт/м2) постоянного горения Sun Simulator V3.0 фирмы Oerlikon Solar. Данная методика позволяет получить данные об эксплуатационных характеристиках ФЭП и ТСМ: напряжении холостого хода Uхх, токе короткого замыкания Iкз, факторе заполнения FF, эффективности преобразования солнечной энергии , а также позволяет вычислить величины последовательного Rп и параллельного Rш сопротивления. Последние два параметра позволяют косвенно судить о качестве интерфейсов и контактных слоев, а также о правильности выбора режима лазерного скрайбирования, оказывающих непосредственное влияние на величину параллельного сопротивления. Величины последовательного Rп и параллельного Rш сопротивления оказывают непосредственное влияние на значение FF, а также на величину Iкз и Uхх. Так, высокое значение последовательного сопротивления приводит к уменьшению Iкз, а низкие значения параллельного сопротивления ведут к уменьшению Uхх. Расчет фактора заполнения и эффективности производился при помощи общеизвестных формул.
Измерение квантового выхода производилось на установке QEX10 фирмы PVmeasurements. Используя монохроматический свет, установка позволяет определять фототок исследуемой структуры и эталонного образца для каждой длины волны. Используя данные эталонного образца, фототок исследуемой структуры переводится в квантовую эффективность. Расчет тока короткого замыкания производился путем интегрирования свертки спектра квантового выхода и спектра солнца AM1,5.
В таблице представлены средние характеристики однокаскадных ФЭП и их стандартные отклонения по выборке из восьми ФЭП. Так как аморфный кремний с нанокристаллическими включениями, исследованный во второй главе, осаждался в два этапа: осаждение тонкого подслоя (pc-Si:H) толщиной 2-3нм и осаждение основного слоя (pm-Si:H), то для выявления влияния данного подслоя на характеристики ФЭП, они изготавливались с наличием подслоя (образец с_vc96_3.3) и без него (образец с_va95_3.3). Образец под номером с_vc24_3.3 является однокаскадным ФЭП на основе аморфного кремния, осажденного по базовому режиму со скоростью роста равной 4 А/c (i2-слой a-Si:H). Из данной таблицы видно, что ФЭП с_vc96_3.3 и с_va95_3.3 имеют примерно на 1% меньше эффективность, чем образец с_vc24_3.3 на основе базового i2-слоя a-Si:H.
На рисунке 4.6 представлены спектры квантовой эффективности данных ТСЭ. Из данного рисунка видно, что правая часть спектров образцов серии va смещена в коротковолновую область. Длительность процесса осаждения во всех случаях подбиралась так, чтобы толщина активного слоя кремния была равна 200 нм. Поэтому данное смещение объясняется разной шириной запрещенной зоны двух материалов. Отсюда вытекает низкий Iкз образцов ФЭП va95 и va96.
На рисунке 4.7 представлена зависимость относительной деградации мощности минимодулей от длительности облучения светом. Из данного рисунка видно, что относительная деградация ФЭП на основе аморфного кремния равна около 20%, а для ФЭП на основе pm-Si:H равна около 15%.