Исследования по разработке новых физико-технологических подходов формирования фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии на основе кремния

Тематика проекта захватывает фундаментальную научную проблему, связанную с разработкой новых физико-технологических принципов формирования и исследованием свойств полупроводниковых фотопреобразовательных структур. В проекте будет решаться задача формирования кремниевых фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии, в которых одновременно выполняются условия по обеспечению минимальных оптических потерь на отражение в широком интервале длин волн и углов падения, а также низкой плотности поверхностных состояний и концентрации объемных дефектов для минимизации рекомбинационных потерь и повышения эффективности преобразования. Решение проблемы по снижению оптических потерь на отражение возможно за счет использования сильно развитой поверхности кремния, что требует разработки конструктивных и технологических подходов по структурированию поверхности кремния и ее пассивации для снижения рекомбинационных потерь. Задача по формированию структурированной поверхности кремния будет решаться за счет разработки новых методов жидкостного химического и плазмохимического травления. Для пассивации развитой поверхности необходимо решить задачу по разработке новых селективных контактов на основе широкозонных материалов. Под селективным контактом понимается контакт, состоящий из слоя, который обеспечивает одновременно пассивацию поверхности кремния и эффективное разделение (селекцию) носителей заряда, дырок и электронов. Формирование селективных контактов возможно при сравнительно низких температурах, используя тонкопленочные технологические операции (вакуумное напыление, плазмохимическое и атомно-слоевое осаждение), совместимые с массовым производством солнечных элементов. Таким образом решение проблемы включает в себя теоретическую разработку конструкции с использованием трехмерного моделирования, определение подходов и методов ее практической реализации, разработку методов исследования сложных многослойных объектов с развитой структурой поверхности, определение закономерностей дефектообразования в процессе формирования структур, а также определение способов снижения концентрации дефектов и их влияния на фотоэлектрические свойства фотопреобразовательных гетероструктур.