1 Қазақстан республикасы білім және ғылым министрлігі
«ІЛИЯС МҰРАСЫ ЖӘНЕ АЛАШТАНУ МӘСЕЛЕЛЕРІ»
жүктеу/скачать 1,97 Mb. Pdf көрінісі
|
2-2018
| «ІЛИЯС МҰРАСЫ ЖӘНЕ АЛАШТАНУ МӘСЕЛЕЛЕРІ»
атты республикалық ғылыми-тәжірибелік студент жастар конференциясының материалдары 147 қасиетін толық зерттеп, ең алғаш а-Sі:H-ғы р-n ауысуын ойлап тапты. а-Sі:H негізінде жасалған күн элементтері RCA компаниясының ғылыми лабораторияларында алғаш рет жасалынды. Жалпы аморф сутегі ендірілген кремний (а-Sі:H) және соның негізіндегі құймаларды ғалымдар жетпісінші жылдардың екінші жартысын бастап дамыған елдерде зерттеулер жүргізуде. Бұл оның практикада қолдануының келешегімен байланысты. а-Sі:H ты қолдану мүмкіндігі және оның негізінде жасалатын қондырғылар тізімі үздіксіз кеңеюде, дәл қазір аморфты кремний негізіндегі 60 құймаларды қолданатын қырыққа жуық кешендерді атап өтуге болады. Аморфты кремний термодинaмикaлық тұрғыдан тепе-теңдіктегі қaтты дене, кристaлдaғыдaй мұндa дa белгілі бір тепе-теңдік жaғдaйдaғы жиынтық мaңaйындa aтомдaр тербелiсте болaды. Бiрaқ аморфты кремнийдiң кристaлды кремниймeн сaлыстырғандa симметpиясы жoқ, яғни жaқын реттерiнде кристaлдық қaсиеттер сaқталады дa, ал алыс реттерінде ол қасиеттер сақтaлмайды. Аморфты кремнийдің екі түрі бар: 1. Тығыздық күйі 5•1019 см-3•эВ тең таза кремний үзілген байланыс түрінің аймақталған күй негізінде көрсетіледі. 2. Күй тығыздығы үш рет төмен рұқсат етілмеген өңірдің парамагнитті аймақтық күйі жоқ сутегі қоспалы кремний. Аморфты кремнийдің кристалды кремнийге қарағанда рұқсат етілмеген өңірінің ұзындығы күн сәулелерін түрлендіру үшін өте қолайлы. Оптикалық түзу өткелді жартылай өткізгіш бола отырып, ол өте жоғары жарық жұту коэффициентіне ие. 1мкм қалыңдығы бар аморфты кремний үлдірі 1.6эВ энергиясы бар 70%(АМ1 шартындағы) түскен жарықты жұтады. Теориялық бағалауға сәйкес, а-Sі:H негізінде күн элементерінің ПӘК-і 15% құрайды. Аморфты кремний қабықшаларының кейбір қасиеттері монокристалдар қасиетімен жұқа поликристалды үлдірлер қасиеттеріне ұқсастығына қарамастан, аморфты кремний мен жай материалдардан жасалатын күн элементтерінің сипаты бәрі бір қағидадан шыққан. Оптикалық қасиеттері а-Sі:H қабықшасындағы ά-жұтылу коэффициентін, кристалдық кремний жұтылу коэффициентін, (көрінетін күн спекторының өлшемінде) жарық электрлік эмиссия әдісі зерттейтінін байқаймыз. Аморфты кремнийге сутегі еніргенде валенттік бекітілген аймақтарға сәйкес келетін энергисы азаяды, нәтижесінде шектелген оптикалық ені өседі. Жарықты жұту коэффициенті орналастыру процессінің басқада өлшемдеріне тәуелді. Бұл өлшемдер қабықшалардағы сутегі концентрациясына әсер етеді. Энергия өлшемінде а-Sі:H-та тыйым салынған аймақтың ені, оптикалық жарықтың жұтылуы сутегіге қатысы жоқ, бірақ тыйым салынған аймақтағы энергияның жағдайын туғызатын кемтіктер әсерінен болады. Бұл эффект қабықшалар орналастырғандағы төсеніш температурасы ~ 300°С. а-Sі:H қабықшалардың n сыну көрсеткіші жуықтағанда кристалл турдегі кремний сыну көрсеткішке тең. Температураның 195°С-тан 420°С-қа көтерілгенде n мәні 5%-ке өзгереді, ол тыйым салынған аймақтың енінің азаюына әкеп соғады. Меншікті кедергі және жарық өткізгіштік орналастырудың басқа да өлшемдеріне тәуелді, өйткені қабықшалар өсіру тыйым салынған аймақтағы тығыздық жағдайына әсер етеді. Бродский мен Лиори күлгін разрядта орналастырылған қабықшаларда өздік және легірленген а-Sі:H арқылы қабықшалардың сыну көрсеткішіне температураның әсер етуін зерттеп, мынандай шешімге келді: легірлейтін қоспаны ендіргенде ˝n˝ температура тәуелділігі білінер-білінбес өзгереді, және онда аморфты және кристалдық кремнийде сәйкес келеді. Күлгін разрядта алынатын а- Sі:Fe:H қабықшаның тыйым салынған аймақтың оптикалық ені SіF4 пен H2 бастапқы газдағы концентрация қатынасы үлкейгенде азаяды, қабықшалардағы Ғ және Н атомдары көбейеді. Фтор мен сутегі кремниймен Sі-F және Sі-H байланыстарын құрайды, олар өте мықты Sі–Sі байланысына қарағанда. Осының нәтижесінде тыйым салынған аймақтың ені өседі. |