Характеристики фотоелементів з використанням технології виробництва монокристалічного кремнію з точки зору технічної та економічної ефективності та порівняння з традиційним методом отримання

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265771

Ключові слова:

кремній, монокристалічний, фотоелементи, спрямована кристалізація, погіршення властивостей під дією світла, загальна ефективність, вихідна напруга, фотоелектричний, кристалічний, провідність

Анотація

У роботі досліджується потенціал для створення фотоелементів з казахстанських напівпровідників p-типу за металургійною стратегією з використанням переваг інноваційної технології виробництва монокристалічного кремнію. Згідно з дослідницькою інформацією, можна побачити, що термін служби має низькі показники на фотоелементі, взятому з верхньої частини злитків перед процесом геттерування. Це відноситься до багатошарових склоподібних кремнієвих елементів. Після диспергування фосфору можна спостерігати збільшення загальної ефективності, в незалежності від досліджуваного матеріалу. Взагалі кажучи, зменшення дійсного терміну служби носіїв заряду в кремнії може статися через присутність великої кількості металевих домішок, які можуть створювати утворення у вигляді відкладень в дефектах кристалів або розчинятися в кремнії. Показано, що кремній, розроблений за допомогою інноваційної технології виробництва монокристалічного кремнію, має більш тривалий термін служби носія в порівнянні зі стандартним полікристалічним кремнієм. Також, було показано, що протягом часу, витраченого на виготовлення фотоелемента, термін служби носіїв заряду збільшується через вплив геттерування без додаткових процесів очищення. Переваги створеної інноваційної технології були помічені в ступені фотоелементів, проявилися у підвищенні продуктивності та зниженні передачі ефективності на рівні злитка. В цілому, показано, що фотоелемент, виготовлений з монокристалічного кремнію, має досить низьке зниження продуктивності при впливі світла. Монокристалічний кремній рано чи пізно може стати проривом у фотоелектричній галузі через великий потенціал для розробки фотоелементів з високою продуктивністю і критичним зниженням витрат

Спонсор дослідження

  • It was free of charge due to partnership with silicon factories and production sites for the assembly of photovoltaic cells in the city of Ust-Kamenogorsk

Біографії авторів

Dastan Kalygulov, D. Serikbayev East Kazakhstan Technical University

PhD Student

Departament of Technical Physics

Sergei Plotnikov, D. Serikbayev East Kazakhstan Technical University

Professor, Doctor (PhD) of Physical and Mathematical Sciences

Department of Physics

Philippe Lay, CEO of ECM Greentech (France)

PhD in Physics

Посилання

  1. Anakhin, N. Y., Groshev, N. G., Onopriychuk, D. A. (2018). Solar panels - reality or fantasy? Questions of science and education, 26, 1–4.
  2. Geipel, T., Meinert, M., Kraft, A., Eitner, U. (2018). Optimization of Electrically Conductive Adhesive Bonds in Photovoltaic Modules. IEEE Journal of Photovoltaics, 8 (4), 1074–1081. doi: https://doi.org/10.1109/jphotov.2018.2828829
  3. Cascant, M., Enjalbert, N., Monna, R., Dubois, S. (2012). Harvesting Sunshine: Solar Cells, Photosynthesis and the Thermodynamics of Light. 27th European Solar Photovoltaic Conference and Exhibition. Available at: https://eprints.soton.ac.uk/344396/
  4. Guerrero, I., Parra, V., Carballo, T., Black, A., Miranda, M., Cancillo, D., Moralejo, B. et. al. (2012). About the origin of low wafer performance and crystal defect generation on seed-cast growth of industrial mono-like silicon ingots. Progress in Photovoltaics: Research and Applications, 22 (8), 923–932. doi: https://doi.org/10.1002/pip.2344
  5. Luque, A., Hegedus, S. (Eds.) (2010). Handbook of photovoltaic science and engineering. John Wiley & Sons. doi: https://doi.org/10.1002/9780470974704
  6. Soref, R. (2010). Mid-infrared photonics in silicon and germanium. Nature Photonics, 4 (8), 495–497. doi: https://doi.org/10.1038/nphoton.2010.171
  7. Kearns, J. K. (2019). Silicon single crystals. Single Crystals of Electronic Materials, 5–56. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-102096-8.00002-1
  8. Rybalev, A. N. (2014). Solar cell positioning system. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Engineering of georesources, 4, 111–120.
  9. Whittles, T. J. (2018). Electronic Characterisation of Earth‐Abundant Sulphides for Solar Photovoltaics. Springer, 362. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-91665-1
  10. Sampaio, P. G. V., González, M. O. A. (2017). Photovoltaic solar energy: Conceptual framework. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 74, 590–601. doi: https://doi.org/10.1016/j.rser.2017.02.081
  11. Maurits, J. E. A. (2014). Silicon Production. Treatise on Process Metallurgy, 919–948. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-08-096988-6.00022-5
  12. Becker, C., Amkreutz, D., Sontheimer, T., Preidel, V., Lockau, D., Haschke, J. et. al. (2013). Polycrystalline silicon thin-film solar cells: Status and perspectives. Solar Energy Materials and Solar Cells, 119, 112–123. doi: https://doi.org/10.1016/j.solmat.2013.05.043
  13. Mohammad Bagher, A. (2015). Types of Solar Cells and Application. American Journal of Optics and Photonics, 3 (5), 94. doi: https://doi.org/10.11648/j.ajop.20150305.17
  14. Malinin, G. V., Serebryannikov, A. V. (2016). Tracking the maximum power point of the solar battery. Bulletin of the Chuvash University, 3, 76–91.
  15. Betekbaev, A. A., Mukashev, B. N., Pelissier, L., Lay, P., Fortin, G., Bounaas, L. et. al. (2016). Comparison of the characteristics of solar cells fabricated from multicrystalline silicon with those fabricated from silicon obtained by the monolike technology. Semiconductors, 50 (8), 1085–1091. doi: https://doi.org/10.1134/s1063782616080091
  16. Debbichi, L., Lee, S., Cho, H., Rappe, A. M., Hong, K., Jang, M. S., Kim, H. (2018). Mixed Valence Perovskite Cs2Au2I6: A Potential Material for Thin‐Film Pb‐Free Photovoltaic Cells with Ultrahigh Efficiency. Advanced Materials, 30 (12), 1707001. doi: https://doi.org/10.1002/adma.201707001
  17. Mukashev, B. N., Betekbaev, A. A., Kalygulov, D. A., Pavlov, A. A., Skakov, D. V. (2015). Comparison of the characteristics of solar cells manufactured from multicrystalline silicon, and silicon obtained by monolike technology. FTP, 49 (10), 14–21.
  18. Paulus, A., Arhun, S., Hnatov, A., Dziubenko, O., Ponikarovska, S. (2018). Determination of the best load parameters for productive operation of PV panels of series FS-100M and FS-110P for sustainable energy efficient road pavement. 2018 IEEE 59th International Scientific Conference on Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON). doi: https://doi.org/10.1109/rtucon.2018.8659829
  19. Kozhevnikova, L. A. (2018). Solar cells and batteries for space applications. Reshetnev readings, 4, 120–127.
  20. Betekbaev, A. A., Mukashev, B. N., Pellicer, L., Lay, P., Fortin, G., Bunas, L. et. al. (2016). Electronic technics materials. Moscow, 256.
  21. Mulller, G., Metois, J., Rudolph, R. (2004). Crystal Growth - From Fundamentals to Technology. Elsevier. doi: https://doi.org/10.1016/b978-0-444-51386-1.x5001-6
  22. Burakov, M. V., Shishlakov, V. F. (2017). Fuzzy solar panel control. Information and control systems, 14, 62–69.
  23. Herguth, A., Hahn, G. (2010). Kinetics of the boron-oxygen related defect in theory and experiment. Journal of Applied Physics, 108 (11), 114509. doi: https://doi.org/10.1063/1.3517155
  24. Inglese, A., Laine, H. S., Vähänissi, V., Savin, H. (2018). Cu gettering by phosphorus-doped emitters inp-type silicon: Effect on light-induced degradation. AIP Advances, 8 (1), 015112. doi: https://doi.org/10.1063/1.5012680
  25. Gerus, A. A., Kuznetsov, A. D., Volkov, M. V. (2017). The mechanical device of the solar fan-type battery. Reshetnev readings, 21, 106–108.
  26. Coletti, G., Bronsveld, P. C. P., Hahn, G., Warta, W., Macdonald, D., Ceccaroli, B. et. al. (2011). Impact of Metal Contamination in Silicon Solar Cells. Advanced Functional Materials, 21 (5), 879–890. doi: https://doi.org/10.1002/adfm.201000849
Характеристики фотоелементів з використанням технології виробництва монокристалічного кремнію з точки зору технічної та економічної ефективності та порівняння з традиційним методом отримання

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-10-30

Як цитувати

Kalygulov, D., Plotnikov, S., & Lay, P. (2022). Характеристики фотоелементів з використанням технології виробництва монокристалічного кремнію з точки зору технічної та економічної ефективності та порівняння з традиційним методом отримання. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5(5 (119), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.265771

Номер

Том 5 № 5 (119) (2022): Прикладна фізика

Розділ

Прикладна фізика

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Dastan Kalygulov, Sergei Plotnikov, Philippe Lay

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.