Теоретические исследования поставленных перед ПРИЭР задач. Изготовление и экспериментальное исследование образца гибкого пленочного ФЭП

Проведен анализ современной научно-технической литературы, нормативно-технической документации и других материалов в области создания пленочных ФЭП на основе гетеросистемы сульфида и теллурида кадмия. Выполнены выбор и обоснование направления исследований. Проведены теоретические исследования методов создания пленочных ФЭП на основе сульфида и теллурида кадмия, а также выбор методов получения пленок сульфида и теллурида кадмия на гибкой полиимидной подложке. Разработаны технические требования к вакуумным установкам для реализации методов нереактивного магнетронного распыления на постоянном токе и конденсации из квазизамкнутого объема полупроводниковых пленок на гибких подложках. Проведены патентные исследования, теоретические и экспериментальные исследования вакуумного осаждения методами конденсации из квазизамкнутого объема и нереактивного магнетронного распыления на постоянном токе пленок теллурида и сульфида кадмия. Установлены закономерности влияния режимов нереактивного магнетронного распыления на постоянном токе и конденсации в квазизамкнутом объеме на структурные, субструктурные, электрические и оптические характеристики пленок сульфида и теллурида кадмия, полученных на гибких подложках. На основе разработанного теоретического описания физических процессов испарения теллурида кадмия в КЗО разработан алгоритм доэкспериментальной оценки степени газодинамичности конденсации этих пленок в КЗО, что позволяет идентифицировать режимы, при которых конденсация плёнок осуществляется в условиях, близких к термодинамически разновесным. В квазизамкнутом объёме на гибких полиимидных подложках при температурах осаждения 440ºС получены пленки CdTe со структурным совершенством выше, чем плёнок CdTe, полученных сублимацией в замкнутом объёме при температуре осаждения 530ºС, которые были использованы в конструкции ФЭП с КПД=15,6%. Методом МРТ получены плёнки CdS стабильной гексагональной модификации и средним коэффициентом пропускания в видимом диапазоне на уровне 80%, что позволяет использовать их в конструкции эффективных плёночных ФЭП. Предложена аналитическая зависимость для расчёта температуры испарителя в зависимости от требуемой температуры подложки, при которой конденсация плёнок осуществляется в условиях, близких к термодинамически разновесным. В квазизамкнутом объёме на гибких полиимидных подложках получены плёнки теллурида кадмия стабильной кубической модификации с высоким структурным совершенством. За счёт активации термоэлектронной эмиссии методом магнетронного распыления на постоянном токе были получены плёнки CdS стабильной гексагональной модификации с улучшенными структурными параметрами. При проведении аналитического обзора использовано 20 научно-информационных источников за период 2010 - 2015 гг. Показано, что гибкие ФЭП на основе CdS/CdTe обладают уникальными потребительскими свойствами. Теоретические исследования позволили предложить идентифицировать перспективные направления оптимизации конструкции гибких ФЭП. Показано, что методы КЗО и МРТ позволяют создавать базовые слои сульфида и теллурида кадмия для гибких ФЭП в условиях массового производства. Разработанные технические требования к вакуумным установками ориентированы на модернизацию имеющегося в РФ технологического оборудования. Мировые аналоги теоретического описания физических процессов осаждения в замкнутом объеме были дополнены теоретическим описанием процесса осаждения в квазизамкнутом объеме. Разработанный алгоритм в отличие от имеющихся аналогов позволяет еще до начала эксперимента определить термодинамически допускаемую степень газодинамичности режима конденсации.