Результати дослідження прозорих тильних контактів Cu/ITO для сонячних елементів SnO2:F/CdS/CdTe/Cu/ITO

Автор(и)

  • Natalya Deyneko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-8438-0618
  • Oleg Semkiv Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-9347-0997
  • Olexander Soshinsky Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-7921-1294
  • Victor Streletc Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0002-9109-8714
  • Roman Shevchenko Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023, Україна https://orcid.org/0000-0001-9634-6943

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139867

Ключові слова:

телурид кадмію, прозорий тильний контакт, тандемна структура, двосторонньо чутливий фотоперетворювач

Анотація

Проведено дослідження прозорих тильних контактів Cu/ITO для сонячних елементів на основі CdTe, призначених для використання в тандемних і двосторонньо чутливих приладових структурах. Створення омічного контакту до базових шарів р-CdTe в умовах промислового виробництва не є економічним, оскільки тільки платина має необхідну для формування омічного переходу роботу виходу електронів. Тому традиційно формують тунельні контакти, використовуючи при цьому тонкі плівки, що містять мідь або халькогенід міді. Однак дифузія міді в базовий шар призводить до деградації вихідних параметрів плівкових сонячних елементів на основі CdS/CdTe. Тому умови створення прозорих тильних контактів при використанні прошарку міді потребують дослідження. Встановлено, що попереднє нанесення нанорозмірного шару міді на поверхню CdTe для формування тильного електрода дозволяє сформувати якісний тунельний контакт. Показано, що отримані приладові структури мають високу деградаційну стійкість. Після 8 років експлуатації величина ККД досліджуваних ФЕП практично збігається з початковим. Дослідження світлових вольт-амперних характеристик сонячних елементів SnO2:F/CdS /CdTe /Cu /ITO при освітленні з обох сторін дозволило встановити суттєві відмінності у вихідних параметрах і світлових діодних характеристиках при освітленні з боку скляної підкладки і з боку прозорого тильного електрода. Встановлені відмінності обумовлені впливом тильного діода на ефективність фотоелектричних процесів в базовому шарі. В досліджуваній структурі реалізується режим зверненого діода, коли тильний контакт являє собою діод, включений послідовно по відношенню до основного діоду, що призводить до низьких значень ефективності при освітленні зі сторони тильного електроду. Отримані результати демонструють необхідність у зменшенні товщини базового шару для створення ефективних двосторонньо чутливих елементів

Біографії авторів

Natalya Deyneko, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук

Науковий відділ з проблем цивільного захисту та техногенно-екологічної безпеки науково-дослідного центру

Oleg Semkiv, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, проректор, начальник відділу

Відділ організації служби

Olexander Soshinsky, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат наук з мистецтвознавства

Науковий відділ з проблем цивільного захисту та техногенно-екологічної безпеки науково-дослідного центру

Victor Streletc, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Доктор технічних наук, старший науковий співробітник

Науковий відділ з проблем цивільного захисту та техногенно-екологічної безпеки науково-дослідного центру

Roman Shevchenko, Національний університет цивільного захисту України вул. Чернишевська, 94, м. Харків, Україна, 61023

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Науковий відділ з проблем цивільного захисту і техногенно-екологічної безпеки науково-дослідного центру

Посилання

  1. Mitchell, K., Fahrenbruch, A. L., Bube, R. H. (1977). Photovoltaic determination of optical‐absorption coefficient in CdTe. Journal of Applied Physics, 48 (2), 829–830. doi: https://doi.org/10.1063/1.323636
  2. Hripunov, G. S., Sokol, E. I., Yakimenko, Yu. I., Meriuc, A. V., Ivashchuk, A. V., Shelest, T. N. (2014). Preobrazovanie solnechnoy energii s ispol'zovaniem kombinacii fotoelektricheskih preobrazovateley s bazovymi sloyami CdTe i CuInSe₂. Fizika i tekhnika poluprovodnikov, 48 (12), 1671–1675.
  3. De Vos, А., Parrott, J., Baruch, P., Landsberg, P. (1994). Вandgap effects in thin-film heterojunction solar cells. Proceeding 12th European Photovoltaic Solar Energy Conference. Amsterdam, 1315–1319.
  4. Jackson, P., Hariskos, D., Lotter, E., Paetel, S., Wuerz, R., Menner, R. et. al. (2011). New world record efficiency for Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells beyond 20 %. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 19 (7), 894–897. doi: https://doi.org/10.1002/pip.1078
  5. Khrypunov, G., Vambol, S., Deyneko, N., Sychikova, Y. (2016). Increasing the efficiency of film solar cells based on cadmium telluride. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (5 (84)), 12–18. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.85617
  6. Li, J., Zhang, Y., Gao, T., Hu, C., Yao, T., Yuan, Q. et. al. (2017). Quantum dot-induced improved performance of cadmium telluride (CdTe) solar cells without a Cu buffer layer. Journal of Materials Chemistry A, 5 (10), 4904–4911. doi: https://doi.org/10.1039/c6ta10441j
  7. Deyneko, N., Khrypunov, G., Semkiv, O. (2018). Photoelectric Processes in Thin-film Solar Cells Based on CdS/CdTe with Organic Back Contact. Journal of Nano- and Electronic Physics, 10 (2), 02029-1–02029-4. doi: https://doi.org/10.21272/jnep.10(2).02029
  8. Alonzo, J., Kochemba, W. M., Pickel, D. L., Ramanathan, M., Sun, Z., Li, D. et. al. (2013). Assembly and organization of poly(3-hexylthiophene) brushes and their potential use as novel anode buffer layers for organic photovoltaics. Nanoscale, 5 (19), 9357. doi: https://doi.org/10.1039/c3nr02226a
  9. Mamazza, R., Balasubramanian, U., More, D. L., Ferekides, C. S. (2002). Thin films of CdIn/sub 2/O/sub 4/ as transparent conducting oxides. Conference Record of the Twenty-Ninth IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2002. doi: https://doi.org/10.1109/pvsc.2002.1190640
  10. Minami, T., Kakumu, T., Takeda, Y., Takata, S. (1996). Highly transparent and conductive ZnOIn2O3 thin films prepared by d.c. magnetron sputtering. Thin Solid Films, 290-291, 1–5. doi: https://doi.org/10.1016/s0040-6090(96)09094-3
  11. Venkatesan, M., McGee, S., Mitra, U. (1989). Indium tin oxide thin films for metallization in microelectronic devices. Thin Solid Films, 170 (2), 151–162. doi: https://doi.org/10.1016/0040-6090(89)90719-0
  12. Jeong, W.-J., Park, G.-C. (2001). Electrical and optical properties of ZnO thin film as a function of deposition parameters. Solar Energy Materials and Solar Cells, 65 (1-4), 37–45. doi: https://doi.org/10.1016/s0927-0248(00)00075-1
  13. Meriuts, A. V., Khrypunov, G. S., Shelest, T. N., Deyneko, N. V. (2010). Features of the light current-voltage characteristics of bifacial solar cells based on thin CdTe layers. Semiconductors, 44 (6), 801–804. doi: https://doi.org/10.1134/s1063782610060187
  14. Deyneko, N., Semkiv, O., Khmyrov, I., Khryapynskyy, A. (2018). Investigation of the combination of ITO/CdS/CdTe/Cu/Au solar cells in microassembly for electrical supply of field cables. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (12 (91)), 18–23. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.124575
  15. Hripunov, G. S., Chernyh, E. P., Kovtun, N. A., Belonogov, E. K. (2009). Gibkie solnechnye moduli na osnove sul'fida i tellurida kadmiya. Fizika i tekhnika poluprovodnikov, 43 (8), 1084–1089.
  16. Chernyh, E. P., Hripunov, G. C., Boyko, B. T. (2002). Ocenka stekhiometrii absorbernyh sloev CuGaSe2 i CuIn0,7Ga0,3Se2 plenochnyh fotoelektricheskih preobrazovateley. Visnyk Sumskoho derzhavnoho universytetu, 13 (46), 133–140.
  17. Boyko, B., Khrypunov, G., Kharchenko, M., Chernikov, A. (2001). Examination of thermal stability of ZnO:Al films obtained by RF-magnetron sputtering without preheating of substrate. Proceeding of 17th European Photovoltaic Solar Energy Conversion and Exhibition. Munich(Germany), 1128–1130.
  18. Boiko, B. T., Chernykh, O. P., Khrypunov, H. S., Kopach, H. Y. (2001). Plivkovi fotoelektrychni peretvoriuvachi na osnovi CuGaSe2. Fizyka i khimiia tverdoho tila, 2 (4), 549–558.
  19. Romeo, A., Bätzner, D. L., Zogg, H., Tiwari, A. N. (2001). Influence of proton irradiation and development of flexible CdTe solar cells on polyimide. MRS Proceedings, 668. doi: https://doi.org/10.1557/proc-668-h3.3
  20. Batzner, D. L., Romeo, A., Zogg, H., Tiwari, A. N., Wendt, R. (2003). Effect of back contact metallization on the stability of CdTe/CdS solar cells. 16 European Photovoltaic Solar Energy Conference: Proceeding of the conference. Glasgow, 353–356.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-07-31

Як цитувати

Deyneko, N., Semkiv, O., Soshinsky, O., Streletc, V., & Shevchenko, R. (2018). Результати дослідження прозорих тильних контактів Cu/ITO для сонячних елементів SnO2:F/CdS/CdTe/Cu/ITO. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4(5 (94), 29–34. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.139867

Номер

Том 4 № 5 (94) (2018): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2018 Natalya Deyneko, Oleg Semkiv, Olexander Soshinsky, Victor Streletc, Roman Shevchenko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.