Метод активації плівок телуриду кадмію для формування ефективних сонячних елементів

Abstract

Досліджувався вплив відпалу у фреоні на кристалічну структуру плівок телуриду кадмію, отриманих сублімацією в замкнутому об’ємі, а також вихідні параметри і світлові діодні характеристики сонячних елементів виготовлених на основі цих плівок. Відпал приладових структур проводився при температурі 400 °С протягом різного часу. Дослідження кристалічної структури проводилися методом рентгендифрактометричного аналізу. Ці дослідження показали, що відпал у фреоні призводить до перекристалізації плівок телуриду кадмію, що зменшує мікронапруження про що свідчіть зменшення періоду решітки після відпалу від а = 6.491 Å до а = 6.488 Å. Проведено дослідження впливу часу відпалу у фреоні на вихідні параметри та світлові діодні характеристики сонячних елементів. Для цього були досліджені світлові вольт-амперні характеристики приладових структур ITO/SnO₂/CdS/CdTe, які піддавалися відпалу протягом 20-40 хвилин. Встановлено, що оптимальний час відпалу у фреоні становив 30 хвилин. Показано, що в результаті відпалу у фреоні протягом 30 хвилин сонячні елементи на основі таких плівок мають найбільшу ефективність 11.7 %. Моделювання впливу світлових діодних характеристик на коефіцієнт корисної дії показало, що зростання ефективності сонячних елементів при збільшенні часу відпалу у фреоні до 30 хвилин обумовлено зменшенням густини діодного струму насичення. Зниження коефіцієнта корисної дії при подальшому збільшенні часу відпалу до 40 хвилин пов’язане зі зниженням шунтувального опору. Також показано, що витримка сонячних елементів при освітленні протягом 20 хвилин в режимі АМ1.5 призводить до додаткового збільшення їх ефективності до 12.2 %. Згідно з результатами моделювання, таке підвищення також обумовлено зниженням густини діодного струму насичення.