Сайт работает в тестовом режиме!

Статьи

Стимулирование наночастицами металлов фотоактивного поглощения солнечного излучения в тонких слоях кремниевых структур

Stimulation of photoactive absorption of sunlight in thin layers of silicon structures by metals nanoparticles

Р. Алиев, Ж. Гуломов, М. Абдувохидов, С. Алиев, Ж. Зиёитдинов, Н. Юлдашева,

2020 (2)    Гелиотехническое материаловедение

Цитировать:

Р. Алиев, Ж. Гуломов, М. Абдувохидов, С. Алиев, Ж. Зиёитдинов, Н. Юлдашева, Стимулирование наночастицами металлов фотоактивного поглощения солнечного излучения в тонких слоях кремниевых структур

кремний, солнечный элемент, р-п-переход, фотогенерация, эмиттер, наночастица металла, наноплазмоника, Sentaurus, резонанс, поглощение.

Работа посвящена исследованию методом моделирования фотоэлектрических процессов переноса заряда в тонких кремниевых структурах с р-п-переходом, содержащих наночастицы различных металлов, их размеров и объемного распределения. Определены абсорбционные и вольт-амперные характеристики тонкослойных кремниевых солнечных элементов (СЭ), содержащих наночастицы металлов, локализованных в поверхностном диэлектрическом антиотражающем покрытии, эмиттере и базе с высокой и низкой степенью легирования, а также на границах раздела упомянутых слоев.

В качестве основного метода исследования выбран «Sentaurus TCAD» содержащий пакеты, имеющие широкие возможности для моделирования кремниевых СЭ с плоским р-п-переходом: “Structure Device Editor”, “Sentaurus Device”,“Sentaurus Visual” и “Sentaurus Workbench”. Анализом расчетных результатов и обсуждением физической природы наблюдаемых процессов определены абсорбционные и вольт-амперные характеристики фотоэлектрических преобразователей, содержащих наночастицы металлов в различных тонких слоях структуры. Предложены рекомендации по созданию тонкопленочных кремниевых плазмонных СЭ с р-п-переходом с оптимизированными размерами наночастиц металлов, их распределением и, следовательно, повышенной эффективностью фотоэлектрического преобразования энергии.  Показана целесообразность создания детекторов УФ-излучения на основе тонкослойных кремниевых структур с наночастицами металлов.

Сопоставлены абсорбционные и вольт-амперные характеристики фотоэлектрических преобразователей, содержащих наночастицы металлов в тонких слоях диэлектрического покрытия, эмиттера и базы с высокой и низкой степенью легирования, а также на границах раздела, указанных слоев. Выявлено наиболее эффективное поглощение солнечного спектра излучения в области эмиттера до металлургической границы р-п-перехода и лучшая эффективность фотоэлектрического преобразования энергии кремниевых солнечных элементов.

Определены оптимальные размеры наночастиц металлов, закономерности их распределения, глубины залегания р-п-перехода для тонких слоев кристаллического кремния. Разработаны рекомендации по созданию тонкопленочных кремниевых плазмонных солнечных элементов третьего поколения и высокочувствительных фотогальванических детекторов ультрафиолетового излучения.

Андижанский государственный университет, Узбекистан, 170100, Андижан, ул. Университетская, №129

e-mail: alievuz@yahoo.com

Количество загрузок:

0