CC BY
3
эмоционального напряжения, организованного досуга. В современных условиях отсутствие этих элементов в поведении большинства молодежи являются факторами риска возникновения неинфекционных заболеваний.
Использованные источники:
1. Государственная программа развития здравоохранения Республики Казахстан «Денсаульщ» на 2016-2020 годы//Утверждена Указом Президента Республики Казахстан от 15 января 2016 года № 176.
2. Марков В.В. Основы здорового образа жизни и профилактика болезней: Учеб. пособие. - М.: Академия, 2012. - 155 с.
3. Колесова JI.C. Подростки как группа, уязвимая для наркомании и ВИЧ-инфекции // Педагогика, 2002, №1.
4.Общественное здоровье и здравоохранение /Под ред. В.А. Миняева, Н.И. Вишнякова. 5-ое изд., перераб. и доп.-М.:МЕДпресс-информ.-2009. - 656 с.
УДК 621.315.592
Нальгиева М.А., к.ф.н.
доцент Оздоева П. Б. студент магистратуры Ингушский государственный университет Республика Ингушетия, г. Магас ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ПЛЕНОК PC-SI:H. Аннотация: Достижения в исследовании и формировании тонкопленочных солнечных компонентов привели к созданию тонкопленочных солнечных батарей, сформированных на гибких подложках. Из числа разных полупроводниковых материалов, применяемых с этой целью, одну из основных зон захватывает протокриссталический гидрогенизированный кремний, состав которого состоит из аморфной кремниевой матрицы, включающей нанокристсталические включения. В работе показаны сведения о свойствах пленок гидрогенезированного кремния, обстоятельства получения протокриссталического кремния. В статье представлен новый подход к понятию свойств пленок pc-Si:H и по новому изложены их электрические и фотоэлектрические свойства.
Ключевые слова: пленки, протокристаллический, гидрогенизированный, кремний, концентрация, нанокриссталы.
Nalgiyeva M.A., Ph.D.
assistant professor Ingush State University Republic of Ingushetia, Moscow Magas Ozdoeva P. B., Master's student Ingush State University Republic of Ingushetia, Moscow Magas
ELECTRICAL AND PHOTOELECTRIC PROPERTIES OF PC-Si: H
FILMS
Abstract: Advances in the study and the formation of thin-film solar components led to the creation of thin-film solar cells formed on flexible substrates. Among the various semiconductor materials used for this purpose, one of the main zones is captured by protocrystal hydrogenated silicon, whose composition consists of an amorphous silicon matrix including nanocrystalline inclusions. The paper presents information on the properties of films of hydrogenated silicon, the circumstances of obtaining protocrystal silicon. The article presents a new approach to the concept of the properties of pc-Si: H films and presents their electrical and photoelectric properties in a new way.
Keywords: films, protocrystal, hydrogenated, silicon, concentration, nanocrystal.
Пленки протокристаллического осаждения гидрогенизированного кремния (pc-Si:H) получают PCEVD или HW-CVD методами при некоторой подборке параметров осаждения, которые должны соответствовать принципу образования кристаллической фазы в пленках. Кристаллическая фаза в pc-Si:H располагается на поверхности пленки.
Повышение концентрации водорода в газовой смеси сводит к повышению объемной части кристаллической фазы в пленке. Материал, соответствующий переходным от a-Si:H к nc-Si:H требованиям осаждения, приобрел название протокристаллического кремния. В его состав входит малая часть кремниевых нанокристаллов, которые расположены рядом с поверхностью пленки.
Замещение слоев a-Si:H на pc-Si:H в солнечных элементах дает достигнуть повышения стабильности параметров прибора при продолжительном освещении. Потому исследование фотоэлектрических характеристик пленок pc-Si:H, и даже воздействие на них освещения, демонстрирует глубокий интерес.
В работе были проведены исследования на наличие малой доли нанокристаллов в структуре пленок pc-Si:H позволяющие прямые методы, такие как просвечивающая электронная спектроскопия (ПЭМ). Однако следует, что процедура подобных исследований рушит исследуемые образцы, и требует дополнительной специальной подготовки пленок и сложного экспериментального оборудования. Из этого следует, что вопрос о поиске неразрушающей методики экспресс анализа структуры пленок a-Si:H с малой долей кристаллических включений остается значимым и важным для дальнейших исследований.
В работе также продемонстрировано постепенное упорядочение структуры пленок при увеличении RH при помощи дифракции рентгеновских лучей. Большинство ученых считают, что перед формированием кристаллической фазы предшествовало образование немного упорядоченной структуры [1-4]. Таким образом, с помощью спектроскопии KPC было
обнаружено, что разброс в углах между связями рс-81:И составляет6,4°, что существенно меньше соответствующего показателя в а-81:И.
Увеличение стабильности характеристик материала при уменьшении эффекта в пленках рс-81:И, возможно вызвано уменьшением
концентрации атомов водорода в системе пленок. Концентрация водорода в пленках рс-81:И более выше, чем в а-81:И, тем не менее атомы водорода в рс-81:И концентрируется возле кремниевых нанокристаллов, причем содержание водорода в остальной аморфной матрице возможно в достаточной степени низким.
При применении времяпролетной методики для определения подвижности носителей заряда в протокристаллическом материале, выяснилось, что дырочная подвижность в таких пленках больше, а электронная, напротив, меньше, в сравнении с подвижностью носителей заряда в а^:Н. Для разъяснения получившихся результатов, рассмотрены нанокристаллы как «примесь», меняющая плотность состояний в щели подвижности а^:Н. Энергетический уровень, равный транспорту электронов, поступает в запрещенную зону а^:Н и является западней для носителей заряда, которые движутся по аморфной матрице, таким образом, уменьшая подвижность электронов. Энергетический уровень, равный транспорту дырок, может проходить в валентную зону а^:Н, повышая подвижность дырок.
На рис. 1 представлены результаты, полученные для образцов Rh-3 и КЬ-10 при их возбуждении квантами света с энергией ьу=1.0 эВ, 1.3 эВ и 1.8 эВ. Измерения проводились
ю
10
о 10-=
\ а) Ян = 3
--[ГГ-ПШЕ^Л
\ - 1^1,0 зВ
V. - 1,31В
.......
| , ■ \..... : ! ; ; I | 1.1.
при
10°
_о 10"
'г О
интенсивностях
света,
у"«*. -тем новая • 1.0 * Ьу=1.3эВ • 11^=1,8 эВ
\ .........." .......... 1.1.
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
I 000/Т, К"'
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0
1000/Т. К"
Рис. 1. Температурные зависимости темновой проводимости Ой и проводимости пленок при их освещении излучением с разными энергиями квантов Орн для пленок Rh-3 (а) и М-10 (Ь).
обеспечивающих для данных образцов в области низких температур близкие значения орь и, соответственно, близкие положения квазиуровня Ферми при разных значениях ьу. Как видно из рисунка, при И,у=1.0 эВ и 1.8 эВ фотопроводимость исследованных образцов возрастает с увеличением температуры. В тоже время при И,у=1.3 эВ наблюдается температурное гашение.
Присутствие кремниевых нанокристаллов в исследованных пленках может объяснить наблюдаемое температурное гашение фотопроводимости при возбуждении пленок излучением с энергией квантов 1.3 эВ. Так как для энергии кванта 1.3 эВ коэффициент поглощение в c-Si примерно на два порядка превосходит коэффициент поглощение в a-Si:H, то даже 1% нанокристаллических включений в структуре пленки может оказать существенное влияние на фотопроводимость материала.
Использованные источники:
1. Tsu D.V., Chao B.S., Ovshinsky S.R., Jones S.J., Yang J., Guha S., Tsu R. Heterogeneity in hydrogenated silicon: Evidence for intermediately ordered chainlike objects // Phys. Rev. B. 2001. Vol. 63. Р. 125.
2. Ahn J.Y., Lim K.S. Amorphous silicon solar cells with stable protocrystalline silicon and unstable microcrystalline silicon at the onset of a microcrystalline regime as i-layers // J. of NonCryst. Solids. 2005. Vol. 351. P. 74.
3. Vavrunkova V., Elzakker G., Zeman M., Sutta P. Medium-range order in a-Si:H films prepared from hydrogen diluted silane // Phys. Status Solidi A. 2010. Vol. 207 (3). P. 148.
4. Reynolds S., Carius R., Finger F., Smirnov V. Correlation of structural and optoelectronic properties of thin film silicon prepared at the transition from microcrystalline to amorphous growth // Thin Solid Films. 2009. Vol. 517. P. 63.
