Мал. 1 Технологія мікроморфного кремнію.
Мал. 2. Зображення шару микрокристаллического кремнію на підкладці ZnО, отримане за допомогою просвічує електронної мікроскопії.
Рис.3 Порівняння спектрально відповіді сонячної батареї "на SnO2" і "на ZnO". Аморфний і мікрокристалічний шари мають однакову товщину.
Тонкоплівкові батареї мікроморфного кремнію
Завдяки постіндустріального розвитку суспільства і зростання споживання нафти в світі, різко зростає роль альтернативних джерел енергії. Одним з найважливіших видів невичерпної енергії є енергія Сонця. Зусилля багатьох вчених по всьому світу спрямовані на удосконалення способів перетворення сонячної енергії в електричну, тобто на створення нових сонячних модулів. Однак, так як дані сонячні модулі повинні проводитися в промислових масштабах, то одну з перших ролей тут відіграють економічні критерії їх виробництва. Найбільш ефективними є сонячні батареї на основі GaAs та інших пдобного напівпровідників, проте зважаючи на досить велику вартість подібних елементів, сонячні модулі на основі GaAs застосовуються тільки в космічній галузі. У повсякденному житті ж головну роль відіграють кремнієві фотоелементи.
Швейцарські дослідники (IMT) вдосконалили звичну технологію виробництва сонячних елементів на основі аморфного кремнію (технологія мікроморфного кремнію). Методом LPCVD на поверхню скла, покритого шаром фотопрозрачного оксиду, наносили шар микрокристаллического кремнію товщиною в 1-2 мкм (рис.1) Прим. ред. умовно сказано, скоріше, це контрольована кристалізація шару аморфного кремнію>. Він представляє з себе вертикально орієнтовані мікрокристали діаметром 10-50 нм і довжиною в десяті частки мікрометра (рис.2).
Кристалічний кремній - непрямозонних напівпровідник з меншою, ніж у аморфного кремнію шириною забороненої зони 1,2 EВ. Внаслідок цього для досягнення порівнянного ККД його шар повинен бути істотно ширше. У вже зібраної батареї, в якій електрон-діркові пари генерітся і в аморфному, і в мікрокристалічна шарах кремнію, створюється різниця потенціалів в 1,4 В, з яких внесок микрокристаллического кремнію 0,5 В.
Вчені змінили також і фотопрозрачний оксид (TCO - transparent conductive oxide), на який наносяться шари кремнію. Замість комерційно найбільш доступного SnO2. був запропонований ZnO Прим. ред. напевно ніж - то легирован>, який дещо краще діоксиду олова Прим. ред. може, все ж мається на увазі ITO?> по светопропусканию (рис.3).
Технологія отримання мікроморфного кремнію дозволяє збільшити ККД традиційних кремнієвих сонячних фотоелементів в 1,5 рази, з 9 до 13%, і в бліжашее час залишиться найбільш вигідною технологією в світі за співвідношенням ціна / ефективність.
Колеги! Методом LPCVD в описаній технології
наноситься ZnO.
Досвід навчання в області нанотехнологічного технопідприємництво
У цьому опитуванні ми просимо поділитися досвідом і Вашим ставленням до нанотехнологічної технопідприємництво і суміжних галузей. Заранее спасибо за Вашу небайдужість!
Проектна робота
Сьогодні стає все більш популярною так звана проектна робота школярів, однак на цей рахунок є дуже різні думки. Ми були б вдячні, якби Ви висловили коротко свою думку з цього приводу шляхом голосування. Заздалегідь вдячні!