Новые тенденции в развитии технологии и конструкций кремниевых тонкопленочных солнечных элементов Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

УДК 537.311.33:669.782

НОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В РАЗВИТИИ ТЕХНОЛОГИИ И КОНСТРУКЦИЙ КРЕМНИЕВЫХ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

акад. НАНБеларуси, д-р техн. наук, проф. А.П. ДОСТАНКО, канд. техн. наук А.О. КОРОБКО, канд. техн. наук, доц. О.Л. КАЙДОВ

(Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Минск)

Проведен анализ конструкций современных тонкопленочных солнечных элементов на основе поликристаллического кремния и основных технологических методов их производства. Показано, что наиболее перспективным методом получения тонкопленочных фотоэлектрических преобразователей является электронно-лучевое испарение в сочетании с термическим отжигом дефектов осажденных слоев. Анализ рассмотренных конструктивных вариантов и методов изготовления тонкопленочных поликристаллических кремниевых солнечных элементов показывает, что тонкопленочная технология их получения обладает рядом достоинств, обусловливающих перспективность ее внедрения в промышленных масштабах. Необходимое условие дальнейшего развития тонкопленочной технологии производства поликристаллических кремниевых солнечных элементов - использование высокоскоростных методов осаждения функциональных слоев, обеспечивающих минимальное количество дефектов и качественное воспроизведение стехиометрии исходных образцов на поверхности осаждения.

Введение. В последнее десятилетие наблюдается значительное увеличение объема производства солнечных элементов (СЭ) - с 69,44 МВт суммарной мощности в 1994 году до 9,6 ГВт в 2009 году [1; 2]. Однако развитие солнечной энергетики сдерживается высокой стоимостью фотоэлектрических материалов и высокой себестоимостью используемых технологий производства солнечных элементов. Около 90 % производимых в настоящее время солнечных элементов базируется на монокристаллическом или крупноблочном поликристаллическом (мультикристаллическом) кремнии. Традиционные методы получения поликристаллического кремния термическим разложением газофазных кремнийсодержащих соединений в реакторах стержневого типа в настоящее время остаются дорогостоящими, в связи с чем все большее внимание привлекает тонкопленочная технология синтеза фотоэлектрических материалов. Она позволяет обеспечить существенную экономию материала как за счет возможности создания более тонких слоев, так и за счет снижения технологических потерь. По прогнозам [2; 3], достижение цены за 1 Вт солнечной энергии уровня цен за 1 Вт энергии от углеводородов станет реальным к 2013 году. В связи с этим в последние годы интенсивно развивается тонкопленочная технология производства СЭ. Сегодня основными направлениями развития тонкопленочной технологии являются [3]: 1) кремниевые тонкопленочные СЭ; 2) солнечные элементы на основе полупроводниковых соединений (полупроводники AШBV, CdTе, трех-компонентные халькопиритные соединения меди и др.). Несмотря на то, что для СЭ второй группы достигнуты высокие лабораторные значения КПД (свыше 20 % для СЭ на основе GaAs и 17.. .20 % для СЭ на основе Си1^е2), фотопреобразователи данного класса не получили широкого распространения вследствие высокой стоимости используемых в них материалов и применяются в основном в объектах специального назначения [4]. Вследствие этого все больший интерес вызывают технологические методы создания тонкопленочных СЭ на основе поликристаллического кремния.

1. Конструктивные и технологические особенности производства поликристаллических кремниевых тонкопленочных солнечных элементов. В настоящее время единственной разновидностью кремниевых тонкопленочных СЭ, выпуск которых освоен в промышленном масштабе, являются элементы на основе аморфного гидрогенизированного кремния (а-81:Н) [3; 5]. Несмотря на ряд достоинств, характерных для СЭ данного класса (высокая поглощающая способность а - 51: Н и связанная с этим малая необходимая толщина фоточувствительного слоя, простота технологического процесса, возможность создания СЭ на стеклянных и металлических подложках), фотопреобразователи на основе а-81:Н не получили широкого распространения вследствие сильной деградации параметров слоев данного материала под влиянием засветки, что значительно сокращает срок службы таких СЭ. Вследствие этого объем их выпуска на основе а-81:Н незначителен (менее 200 МВт в год) [5].

В связи с этим дальнейшее развитие технологии производства тонкопленочных кремниевых СЭ определяется необходимостью разработки технологических процессов получения крупноблочных пленок поликристаллического кремния, близких по оптическим и электрическим свойствам к монокристал-

лическим пластинам. Возможность обеспечения высокого КПД с использованием тонких кремниевых слоев продемонстрирована при получении кремниевых СЭ с КПД 21,5 % на сверхтонких (47 мкм) кремниевых пластинах [5]. В настоящее время можно выделить следующие основные методы получения кремниевых тонкопленочных СЭ:

1) методы химического осаждения из газовой фазы (ХОГФ). В большинстве известных работ по получению кремниевых тонкопленочных СЭ методом ХОГФ слои, входящие в состав СЭ, получались термическим разложением моносилана ^Н4), диборана (В2Ц5) и фосфина (РН3). Основной проблемой данного класса методов является выбор материала подложки. Использование стекла в качестве материала подложки в данном случае ограничивает температуру процессов осаждения 600 °С, в то время как достаточно интенсивное термическое разложение используемых газов начинается после 700 °С и достигает высокой скорости при 900 °С. При таких температурах возможно использование в качестве материала подложки кварца, однако его использование нецелесообразно в связи с высокой стоимостью. В исследованиях по созданию тонкопленочных поликристаллических кремниевых СЭ [6 - 11] в качестве подложек использовались: сталь с антидиффузионным слоем из боросиликата; графит; очищенный металлургический кремний; оксид алюминия, покрытый слоем титана; сапфир. Тонкопленочные кремниевые СЭ, получаемые методом ХОГФ, как правило, имеют структуру п + - 81 -р+- 81 - подложка [6 - 13]. Процесс изготовления таких солнечных элементов, описанный в [11], включает: 1) распыление расплава металлургического кремния и его очистку путем многократного выщелачивания в водной среде; 2) направленную кристаллизацию расплава на поверхности графитовых пластин, служащих подложками, в результате которой получаются слои металлургического кремния р-типа с низким удельным сопротивлением (0,01 Ом-см), состоящие из крупных кристаллитов; 3) последовательное выращивание эпитаксиального слоя р - 81 толщиной ~25 мкм с удельным сопротивлением 0,1...1 Ом-см и неоднородно легированной пленки п+ - 81 толщиной ~10 мкм методом химического осаждения из газовой фазы с использованием термически активированной реакции восстановления трихлорсилана (необходимая легирующая примесь смешана с водородом) при температуре подложки около 1150 °С и средней скорости роста ~1 мкм/мин; 4) получение контактной сетки с помощью вакуумного испарения Т и Ag через металлическую маску; 5) получение просветляющего покрытия SnO2 путем окисления тетраметилолова при температуре 400 °С в атмосфере Аг; 6) отжиг полученной структуры в атмосфере Не, стимулирующий диффузию примесей к границам зерен. Графитовая пластина служит омическим контактом к р-области элемента, а низкоомная подложка из металлургического кремния р -типа обусловливает появление электрического поля на границе р - 81 -р+ - 81 вблизи тыльной поверхности. Вследствие неоднородного легирования верхнего п-слоя в нем образуется тянущее электрическое поле.

В [12] описаны результаты работ по получению тонкопленочных поликристаллических СЭ на недорогостоящих керамических подложках с текстурированной поверхностью, создающей «световую ловушку». Разработаны высокоэффективные конструкции элементов, у которых толщина слоя кремния составляет 5.50 мкм. Основные принципы конструирования сверхтонких СЭ состоят в следующем: элементы должны иметь поверхностный рельеф, обеспечивающий захват излучения в объеме полупроводниковой пленки; размер зерна и диффузионная длина неосновных носителей заряда должны, по меньшей мере, вдвое превосходить толщину пленки; границы зерен должны обладать соответствующими электрофизическими свойствами; подложка должна служить несущим элементом конструкции и обеспечивать электрический контакт к тыльной стороне элемента.

Структура и процесс изготовления тонкопленочного поликристаллического СЭ, описанного в работе [12], показаны на рисунке 1, а, б, в.

Нижний нагреватель

а)

б)

в)

Рис. 1. Процесс получения крупноблочной пленки поликристаллического кремния (а) и СЭ на ее основе (б); в - схема процесса алюминий-индуцированной кристаллизации (ЛЫЬЕ-процесс) [12]

В качестве подложки использовалась пластина из монокристаллического или металлургического кремния. После окисления на подложку осаждается слой поликристаллического кремния толщиной 3 мкм методом химического осаждения из газовой фазы при пониженном давлении (LPCVD). Затем на поверхность структуры осаждается защитный слой SiO2 (2 мкм) и Si3N4 (0,03 мкм) для предотвращения агломерации расплавленного кремния. Далее проводится процесс рекристаллизации поликристаллического кремния зонной плавкой (ZMR). Подложка нагревается до 1100... 1300 °С с помощью нижнего нагревателя. Верхний узкий ленточный нагреватель формирует расплавленную зону кремния шириной в несколько микрометров, которая перемещается поперек образца сканированием верхнего нагревателя. Толщины ZMR - Si недостаточно для получения необходимых параметров, поэтому методом CVD при 1100 °С с использованием SiH2Cl2 и B2H6 осаждается активный слой поликристаллического кремния толщиной 50...60 мкм с удельным сопротивлением 1...2 Ом-см (р-тип). Затем проводятся следующие технологические процессы [12]:

1) текстурирование поверхности химическим травлением;

2) диффузия фосфора, нанесение антиотражающего покрытия и фронтального электрода;

3) частичное стравливание подложки, окисла и рекристаллизованного поликремния с помощью маски и формирование обратного электрода;

4) водородная пассивация.

В результате получен КПД 16,45 % на солнечном элементе размером 2x2 см2 (Uoc = 608 мВ; Jsc= 35,13 мА/см2; FF= 0,771).

Основой данной концепции является создание тонкого слоя крупноблочного поликристаллического кремния, впоследствии играющего роль поверхности осаждения для наращиваемого кремния методом ХОГФ, повторяющего таким образом кристаллическую структуру зародышевой пленки.

Аналогичная концепция предложена в работе [12]. Ее отличительной особенностью является использование для ХОГФ-процесса с возбуждением плазмы электронно-циклотронным резонансом (ERCVD). Данный ХОГФ-процесс протекает при температуре ниже 600 °С, что позволяет использовать в качестве подложки стекло. Процесс формирования подслоя крупноблочной кремниевой пленки протекал по механизму индуцированной алюминием кристаллизации (ALILE-процесс) [14]. ALILE-процесс (см. рис. 1, в) включает следующие операции [15]:

1) нанесение слоя алюминия на стеклянную подложку методом магнетронного распыления на постоянном токе;

2) нанесение барьерного окисла выдержкой осажденного слоя алюминия на воздухе в течение 2 ч. Сформировавшийся естественным образом окисел играет роль барьера, позволяющего диффундировать атомам кремния в направлении подложки, но препятствующего росту образующихся кремниевых островков в вертикальном направлении;

3) нанесение тонкого (порядка 300 нм) слоя кремния;

4) термический отжиг полученной структуры при температуре ниже эвтектической точки системы Si/Al ( Тэет = 577 °С; в рассматриваемом случае температура отжига Тотж = 500 °С);

5) удаление поверхностного слоя (Al + Si) механической полировкой.

При протекании процесса на начальном этапе внутри слоя Al формируются зародышевые частицы кремния. Рост этих зародышей в вертикальном отношении ограничен с одной стороны подложкой, а с другой - осажденной окисной пленкой на границе раздела Al/Si. Рост зерен в горизонтальном направлении ничем не ограничен, что создает преимущественные условия для их роста и слияния в горизонтальной плоскости с образованием крупноблочной пленки. В итоге размер зерен в полученной пленке составляет около 20 мкм [15; 16].

Тонкопленочные СЭ, полученные на основе крупноблочной пленки ERCVD - осаждением базового слояр-тшт и a-Si:H эмиттера п -типа, имели КПД 4,9... 5,6 % при суммарной толщине 2 мкм, что свидетельствует о значительной экономии материала, и в случае повышения КПД солнечных элементов данной конструкции позволит элементам данной модели (так называемые ETA-СЭ) стать лидером рынка.

Кроме того, модификация аморфной пленки в крупноблочный поликристалл возможна воздействием концентрированного оптического излучения. На этом принципе построен процесс создания СЭ, конструкция которого показана на рисунке 2.

В данном случае в качестве основы используется дешевая высокотемпературная керамика, благодаря чему осаждение пленок происходит при высоких температурах, способствующих уменьшению количества дефектов в пленках и росту скорости процесса. Сообщается, что в лабораторных условиях были достигнуты КПД около 15 % при температурах подложки порядка 1000 °С [16].

Возникающие загрязнения диффундируют в кремниевую пленку и образуют приводящие к потерям носителей заряда дефекты кристаллической решетки. Основные проблемы в развитии данного вида СЭ -разработка недорогостоящих методов осаждения слоев кремния и поиск применимой в индустриальных условиях технологии сборки модулей. Для уменьшения диффузии загрязнений из керамики в пленку

кремния на поверхность подложки наносится диффузионный барьер из карбида кремния, осаждаемый из газовой фазы. На карбид кремния осаждается микрокристаллическая пленка из р-кремния, которая затем зонной плавкой модифицируется в крупноблочный поликристалл. В методе, разработанном Институтом Фраунгофера (ФРГ), зонная плавка проводится за счет фокусирования света от линейного источника света эллиптическим зеркалом на проплавляемом участке. При этом достигается локальная температура 1400 °С. Далее в высокотемпературном СУЭ-процессе наносятся пленки толщиной 10.30 мкм. В результате получается стабильный по свойствам «пакет» пленок толщиной 10.30 мкм. Основной проблемой такой методики на данный момент является отсутствие оборудования, позволяющего наносить равномерные покрытия на больших площадях.

а) б)

Рис. 2. Внешний вид тонкопленочного СЭ на керамической подложке (а) [16]: 1 - металлический контакт; 2 - просветляющее покрытие; 3 - n-Si; 4 - р-Si; 5 - p+ -Si; 6 - карбид кремния; 7 - керамика; схематическое изображение конструкции солнечного модуля типа CSG («кристаллический кремний на стекле») [13] (б): 1 - металл; 2 - окисел; 3 - р+^i; 4 - p-Si; 5 - n+-Si; 6 - эмиттерный контакт; 7 - изоляция между элементами;

8 - тыльный контакт; 9 - просветляющее покрытие; 10 - стекло; 11 - световой поток

Очевидное снижение цены производимых СЭ достигается в случае, когда пленка фотовольтаиче-ского материала большой площади осаждается на недорогостоящую стеклянную подложку (рис. 2, б). При этом во избежание сильного размягчения подложки процессы осаждения слоев следует проводить при температурах ниже 600 °С. В то же время при низких температурах осажденные пленки характеризуются низким содержанием дефектов, так как при низких температурах атомы кремния не могут легко занять оптимальное положение в кристаллической решетке [13]. Поскольку в тонкопленочных СЭ путь носителей заряда к тыльной стороне СЭ меньше, чем в объемной, они менее чувствительны к структурным дефектам. В случае если имеет место эффективный захват световыми ловушками, при постоянной плотности дефектов возможно собирание довольно значительных токов.

Типичным примером такой технологии является технология CSG («кристаллический кремний на стекле»). С целью увеличения поглощения света на лицевую поверхность стекла в одной установке последовательно наносятся слои просветляющего покрытия и три аморфных кремниевых пленки n-, n- и р-типа проводимости. После этого аморфные пленки в печи при температуре 600 °С нагревом переводятся в кристаллическую фазу. Для такой температуры выбирается специальное стекло. Дальнейшие операции при изготовлении модуля включают: разделение на части осажденной пленки большой площади на единичные элементы посредством лазера или алмазной резкой; нанесение изолирующего окисла, в котором проделываются круглые углубления; нанесение тыльного алюминиевого контакта [19]. Миниатюрные модули на базе таких СЭ (20 элементов общей площадью 96 см2) имеют КПД около 8 %. Изготавливаются также и модули значительно большей площади - 930 см2;

2) термическое испарение в вакууме. Основным достоинством данного метода является высокая скорость осаждения. Так, при изготовлении описанных в [15; 17] тонкопленочных СЭ на базе ALILE-структур пленки поликристаллического кремния осаждались методом термического испарения в вакууме при температуре 1130 °С и скорости нанесения 1,4 мкм/мин. Кремниевая пленка р-типа при этом выполняла функцию зародышевого подслоя, а осаждаемый на него слой р-типа - роль фотоактивного слоя при суммарной толщине осаждаемых структур 2.6 мкм [8]. В результате исследования структуры осажденных пленок удалось установить, что средний размер зерна составляет 5 мкм [8]. Таким образом, с использованием данного метода возможен высокоскоростной синтез пленок поликристаллического кремния, имеющих крупноблочное поликристаллическое строение. Дальнейшие операции включали создание /7-эмиттера на основе a-Si:H (толщина 20 нм), нанесение слоя прозрачного проводящего оксида ZnO (80 нм) и металлизации к нему. В результате создана структура, показанная на рисунке 3, а.

Напряжение холостого хода Uoc полученных СЭ составляло 61 мВ, после отжига дефектов (продолжительность 4 мин при температуре 850 °С) Uoc увеличилось до 106 мВ. Пассивация водородом (15 мин при 400 °С) приводит к увеличению Uoc до 223 мВ [16]. Ионное ассистирование процесса осаждения

приводит к увеличению Uoc до 284 мВ непосредственно при осаждении. Использование дефектного отжига и водородной пассивации в данном случае перспективны с точки зрения увеличения КПД производимых СЭ [16]. Наиболее высокий КПД полученных СЭ составляет 5,6 % [8] при легировании базы бором 5-1016 см-3 и толщине СЭ 2 мкм (толщина базового слоя 1,5 мкм);

3) электронно-лучевое испарение. Данный метод следует рассматривать как наиболее перспективный способ создания слоев поликристаллического кремния для тонкопленочных СЭ, что обусловлено высокой скоростью осаждения слоев, возможностью проведения процесса при низких температурах и качественным переносом стехиометрии образца на подложку.

В работе [14] проведено сравнение тонкопленочных СЭ, полученных методом ERCVD и электроннолучевого испарения. В обоих случаях осаждение проводилось на зародышевые пленки крупноблочного поликристаллического кремния, полученного методом алюминий-индуцированного осаждения аморфного кремния. Осаждение производилось на кремниевые пластины ориентации (100), (110), (111) и стеклянные подложки. Толщина зародышевой пленки, полученной методом ALILE, составляла 200 нм.

Электронно-лучевое испарение проводилось при давлении 10-6 Па со средней скоростью 150 нм/мин при нагреве подложки до 550...650 °С. Опытные образцы СЭ имели следующую структуру: подложка//? -Si (200 H\i)//?-Si (1600 HM)/a-Si:H (20 нм)/контакт на основе ZnO:Al (80 нм). На заключительном этапе проводились термический отжиг и водородная пассивация для улучшения структурных характеристик пленок.

Рис. 3. Основные этапы производства (а) и конструкция ЕТА-СЭ с использованием термического испарения в вакууме (б); в) поверхности пленок, полученных методом ERCVD (1) и электронно-лучевого испарения (2) [14]

Структурные исследования, проведенные методом рентгеновской дифракции обратного рассеяния, показали [14], что размер кристаллитов, образующих пленку поликристаллического кремния, не изменился по сравнению с размерами кристаллитов зародышевой пленки. Это свидетельствует о том, что осажденная ALILE-методом пленка поликристаллического кремния является структурообразующей по отношению к наращиваемой пленке. Сравнительные исследования полученных пленок, предварительно подвергнутых кислотной обработке для выявления дефектной структуры, проведены авторами [14] методом сканирующей электронной микроскопии. В результате проведенного анализа поверхности в пленке, полученной методом электронно-лучевого испарения, обнаружена существенно меньшая концентрация дефектов, чем в пленке, полученной методом ERCVD [14]. В результате определения уровня легирования полученных пленок методом масс-спектрометрии вторичных ионов установлено, что при использовании испарения электронным лучом наблюдается близкое к 100 % воспроизведение стехиометрии распыляемого материала на поверхности подложки [14; 16]. При этом содержание кислорода в осажденных пленках равно соответствующему показателю монокристаллических кремниевых пластин, используемых в производстве массивных СЭ, а содержание углерода и азота лишь незначительно превышает аналогичные показатели монокристаллического кремния. В то же время подвижность носителей в осажденных пленках, рассчитанная по результатам измерения ЭДС Холла, составила 114 см2/(В-с), что существенно ниже, чем у кристаллического кремния, и ограничена, по всей видимости, дефектами строения осажденных пленок [14]. Увеличение подвижности, по мнению авторов [14], возможно за счет оптимизации режимов процесса отжига и гидрогенизации.

При изготовлении СЭ на подложке из монокристаллического кремния с использованием метода электронно-лучевого испарения и толщине фотоактивной области 1,7 мкм получен КПД 4,9 % при напряжении холостого хода 564 мВ и плотности тока короткого замыкания 11,6 мА/см2 [14]; показатели для СЭ на стеклянной подложке соответственно составили 1,3 %, 333 мВ и 9,8 мА/см2 . Такие низкие показатели СЭ на стеклянной подложке связаны с высоким добавочным сопротивлением контактной системы, что требует ее существенного улучшения. В ближайшее время ожидается улучшение параметров за счет оптимизации параметров задающего подслоя и параметров процесса эпитаксии [14 - 16].

Таким образом, получение пленок поликристаллического кремния методом электронно-лучевого испарения представляется перспективным методом синтеза функциональных слоев тонкопленочных солнечных элементов, позволяющим обеспечить высокопроизводительный синтез пленок с малым содержанием дефектов структуры и возможностью точного воспроизведения стехиометрии образца.

2. Конструктивные особенности и перспективы применения кремниевых гетероструктур-ных СЭ. Наряду с поликристаллическими тонкопленочными кремниевыми СЭ, практический интерес представляет также использование СЭ, основанных на кремниевых гетероструктурах (HIT - СЭ). Основным преимуществом при использовании таких структур является сочетание высоких электрических характеристик кристаллического кремния, обусловленных его кристалличностью, с высокой поглощающей способностью и пассивирующим действием аморфного гидрогенизированного кремния (a-Si:H).

Типичная конструкция HIT-СЭ производства фирмы Sanyo показана на рисунке 4, а.

В НГГ-СЭ фирмы Sanyo эмиттер состоит из тонкого (0,3.0,9 мкм) слоя аморфного кремния, осаждаемого на пластину легированного примесью n-типа монокристаллического кремния. В производстве опробован процесс получения таких СЭ. В результате при общей толщине СЭ 200 мкм получен КПД 18,5 %, что является наивысшим показателем для однопереходных элементов данного класса [5]. В то же время НГГ-СЭ обладают значительной толщиной (порядка 200 мкм) вследствие использования в качестве основы кремниевой пластины, что не позволяет снизить потребление кремния в производстве таких СЭ и обеспечить снижение их себестоимости. Поэтому более перспективными представляются процессы создания НГГ-СЭ на основе тонких (единицы мкм) HIT-структур. Примером такой структуры является ETA-СЭ, технологический процесс создания которого описан выше. Структура ETA-СЭ показана на рисунке 4, б.

б)

Рис. 4. Схемы НГГ-СЭ (а) производства фирмы Sanyo [5] и ETA-СЭ (б) [12]

Несмотря на невысокий КПД таких СЭ (не более 5,6 %) перспективы развития данной технологии высоки, в первую очередь вследствие малого расхода материалов и невысокой стоимости технологического процесса.

Заключение. Анализ рассмотренных конструктивных вариантов и методов изготовления тонкопленочных поликристаллических кремниевых СЭ показывает, что тонкопленочная технология получения кремниевых СЭ обладает рядом достоинств, обусловливающих перспективность ее внедрения в промышленных масштабах:

1) относительно невысокая стоимость кремния по сравнению с другими фотоэлектрическими материалами;

2) простота технологического процесса изготовления тонкопленочных кремниевых СЭ;

3) наличие отработанных технологических методов и оборудования для получения функциональных слоев.

Вместе с тем необходимым условием дальнейшего развития тонкопленочной технологии производства поликристаллических кремниевых СЭ является использование высокоскоростных методов осаждения функциональных слоев, обеспечивающих минимальное количество дефектов и качественное вос-

произведение стехиометрии исходных образцов на поверхности осаждения. В наибольшей степени указанным требованиям соответствует метод электронно-лучевого испарения в сочетании с последующей обработкой полученных покрытий (отжиг дефектов, водородное пассивирование).

Также заслуживают внимания методы эпитаксиального выращивания, отличающиеся возможностью создания поли- и монокристаллических слоев на промышленном оборудовании в отработанных технологических процессах создания изделий микроэлектроники.

ЛИТЕРАТУРА

1. Kreutzman A. // Photon: Das Solarstrom - Magazin. - 2007. - № 1. - P. 11.

2. Photon international // The solar power magazine. - 2010. - № 2. - Р. 56.

3. Фотоэлектрическое преобразование солнечной энергии: монография / В.П. Василевич [и др.]. - Минск, 2008.

4. Алферов, Ж.И. Тенденции и перспективы развития солнечной фотоэнергетики / Ж.И. Алферов,

B.М. Андреев, В.Д. Румянцев // Физика и техника полупроводников. - 2004. - Т. 38, вып. 8. -

C. 937 - 948.

5. Schmidhuber H., Hebling C.A. // EuroSun2004: Proc. 14th Intern. Sonnenforum. - 2004. - P. 3300 - 3307.

6. Yue G., Yan B., Ganguly G., Yang J., Guha S., Teplin C.W. // Appl. Phys. Lett. - 2006. - Vol. 88(26). -Р. 88 - 90.

7. Wang T.H., Iwaniczko E., Page M.R. // Proc. Third International Conference on Hot - Wire CVD (Cat-CVD). -2004. - Vol. 501(1 - 2). - P. 284 - 287.

8. Wang T.H., Page M.R., Iwaniczko E., Xu Y. // 15th Workshop on Crystalline Silicon Solar Cells and Modules: Materials and Processes. - 2005. - P. 174 - 177.

9. Ghannam M., Sivoththaman S., Poortmans J. // Photon: Das Solarstrom - Magazin. - 2006. - № 9. - P. 54.

10. Sopori B., Li C., Narayanan S., Carlson D. // Semiconductor Defect Engineering - Materials, Synthetic Structures and Devices: Proceedings of the Materials Research Society Symposium. - 2005. - Vol. 864. -P. 233 - 240.

11. Wang Q., Page M., Yan, Y., Wang T. // Conf. Record of the Thirty-First IEEE Photovoltaic Specialists Conf. - 2005. - P. 1233 - 1236.

12. Geisz J.F., Friedman D.J., McMahon A. // NCPV and Solar Program Review Meeting Proceedings. - 2003. -P. 125 - 132.

13. Jiang C.S., Moutinho H.R., Wang Q. // Proc. of the Materials Research Society Symposium. - 2005. -Vol. 808. - P. 587 - 592.

14. Gall S., Schneider J., Klein K., Hübener M. // Thin Solid Films. - 2006. - Vol. 511 - 512. - P. 7 - 14.

15. Rau B,. Brehme S., Sieber I. // Conf. Record of the 31st IEEE Photovoltaic Specialists Conf. - 2005. -Р. 1123 - 1126.

16. Petter K., Eyidi D., Stöger - Pollach M., Sieber I. // Proc. 23rd International Conf. on Defects in Semiconductors. - 2005. - P. 56 - 60.

17. Schneider J., Klein J., Sarikov A., Muske M. // Proc. of the 22nd MRS Spring Meeting. - 2005. -Vol. 862. - P. 22.

Поступила 27.12.2010

NEW TENDENCIES IN DEVELOPMENT OF TECHNOLOGIES AND CONSTRUCTIONS OF SILICON THIN FILM SOLAR CELLS

A. DOSTANKO, A. KOROBKO, O. KAIDOV

The analysis of contemporary constructions of thin film solar cells (SC) based on polycrystalline silicon and the main technological techniques of their manufacturing has been made. The most promising method of manufacturing thin film photoelectric converter is shown to be electron-beam deposition with subsequent thermal annealing of deposited layers. The analysis of the examined alternates and manufacturing method of thin-film polycrystalline silicon solar cells suggests that thin-film technology possess a number of advantages, which precondition the prospectivity of its implementation on an industrial scale. The necessary condition for further development of thin-film technology of polycrystalline silicon solar cells production is the employment of highspeed sedimentation methods offunctional layers, which provide minimum amount of defects and quality reproduction of stoichiometry of initial samples at the surface of sedimentation.