Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2020, выпуск 7 » Статья стр. 1168
<<<>>>
Влияние текстурирования поверхности пластин кремния для солнечных фотопреобразователей на их прочностные свойства
DOI: 10.21883/JTF.2020.07.49452.380-19
Переводная версия: 10.1134/S1063784220070191
Шпейзман В.В.1, Николаев В.И.1, Поздняков А.О.1, Бобыль А.В. 1, Тимашов Р.Б.1, Аверкин А.И.1, Никитин С.Е.1, Коньков О.И. 1, Шелопин Г.Г.1, Теруков Е.И. 1,2, Нащекин А.В. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
Email: shpeizm.v@mail.ioffe.runkvlad@inbox.ru, bobyl@theory.ioffe.ru, nikitin@mail.ioffe.ru, oleg.konkov@mail.ioffe.ru, eug.terukov@mail.ioffe.ru, nashchekin@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 27 ноября 2019 г.
В окончательной редакции: 27 ноября 2019 г.
Принята к печати: 15 января 2020 г.
Выставление онлайн: 7 апреля 2020 г.
PDF версия
Важной технологической операцией для повышения эффективности солнечных преобразователей на основе кремния является создание на поверхности кремния текстур с размерами шероховатостей, близкими к длинам волн видимого света. Рассмотрено влияние различных вариантов структурирования поверхности кремниевых пластин на их прочностные свойства. Рассмотрены четыре вида поверхностных текстур кремния: после избирательного травления в щелочном растворе, пирамидально текстурированные поверхности, текстурированные с помощью окисления под тонким слоем V2O5 и после высокотемпературного отжига и обработки в HF. Получены электронно-микроскопические изображения всех четырех текстур, и измерена прочность методом "кольцо-в-кольцо" по-разному текстурированных пластин кремния. Методом конечных элементов рассчитаны зависимости максимальных напряжений и прогиб под малым кольцом от нагрузки. Совпадение последней с экспериментом служило критерием правильности определения прочности пластин. Рассчитаны средние значения и среднеквадратичные отклонения прочности для каждой из четырех групп пластин кремния. Ключевые слова: кремний для солнечных преобразователей, структура поверхности, расчет напряжений, прочность.
  1. Taguchi M., Yano A., Tohoda S., Matsuyama K., Nakamura Y., Nishiwaki T., Fujita K., Maruyama E. // IEEE J. Photovoltaics. 2014. N 4. P. 96--99
  2. Kegel J., Angermann H., Sturzebecher U., Conrad E., Mews M., Korte L., Stegemann B. // Appl. Surf. Sci. 2014. Vol. 301. P. 56--62
  3. Kasap S., Capper P. (Eds.) Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials, Springer International Publishing AG. 2017
  4. Green A., Hishikawa Y., Warta W., Dunlop E.D., Levi D.H.,   Hohl-Ebinger J.,   Ho-Baillie A.W.Y. // Prog. Photovolt. Res. Appl. 2017. Vol. 25. P. 668--676
  5. ITRPV. Eigth. Edition, September 2017. http://www.semi.org/sites/semi.org/files/docs/ITRPV\_2014 \_Roadmap\_Revision1\_140324.pdf
  6. Kontges M., Kurtz S., Jahn U., Berger K.A., Kato K., Liu H., Friesen T., Van Iseghem M. // Rev. Failures Photovolt. Modul. Report IEA--PVPS T13--01:2014
  7. Forbes L. // Sol. Energy. 2012. Vol. 86. P. 319--325
  8. Edwards M., Bowden S., Das U., Burrows M. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2008. Vol. 92. P. 1373--1377
  9. Moreno M., Murias D., Marti nez J., Reyes-Betanzo C., Torres A., Ambrosio R., Rosales P., Roca i Cabarrocas P., Escobar M. // Solar Energy. 2014. Vol. 101. P. 182--191
  10. Buchler A., Beinert A., Kluska S., Haueisen V., Romer P., Heinz F.D., Glatthaar M., Schubert M. // Energy Proced. 2017. Vol. 124. P. 18--23
  11. Rion J., Leterrier Y., Mеnson J.-A.E., Blairon J.-M. // Composites: Part A. 2009. Vol. 40. P. 1167--1173
  12. Пат. РФ. N 2600076. Способ получения светопоглощающей кремниевой структуры. С.Е. Никитин, Е.Е. Терукова, А.В. Нащекин, А.В. Бобыль. 20.10.2016
  13. Никитин С.Е., Терукова Е.Е., Нащекин А.В., Бобыль А.В., Трапезникова И.Н., Вербицкий В.Н. // ФТП. 2017. T. 51. Bып. 1. C. 105
  14. Joachim Fruhauf. Shape and Functional Elements of the Bulk Silicon Microtechnique. A Manual of Wet-Etched Silicon Structures. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2005. Printed in Germany. 229 p. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fb138230.pdf
  15. Angermann H., Laades A., Sturzebecher U., Conrad E., Klimm C., Schulze T.F., Jacob K., Lawerenz A., Korte L. // Solid State Phenomena. 2012. Vol. 187. N 349. P. 52
  16. Практическая растровая электронная микроскопия / Под ред. Дж. Голдстейна, Х. Яковица. М.: Мир, 1978. 656 с
  17. Borghesi A., Pivac B., Sassella A., Stella A. // J. Appl. Phys. 1995. Vol. 77. P. 4169
  18. Wilson J.R., Levis M.E. // Nature. 1965. Vol. 206. P. 1350--1351
  19. Шпейзман В.В., Николаев В.И., Поздняков А.О., Бобыль А.В., Тимашов Р.Б., Аверкин А.И. // ЖТФ. 2020. Т. 90. Вып. 1. С. 79
  20. Gouttebroze S., Lange H.I., Ma X., Glockner R., Emamifard B., Syvertsen M., Vardavoulias M., Ulyashin A. // Phys. Status Solidi. A. 2013. Vol. 210. N 4. P. 777--784. DOI: 10.1002/pssa.201300003
  21. Gabor A.M., Janoch R., Anselmo A., Lincoln J.L., Seigneur H., Honeker Ch. // IEEE J. Photovolt. 2016. Vol. 6. N 1. P. 3575
  22. Rozgonyi G., Youssef K., Kulshreshtha P., Shi M., Good E. // Solid State Phenomena. 2011. Vol. 178--179. P. 79. DOI: 10.4028/www.scientific.net/SSP.178-179.79
  23. Coletti G., van der Borg N., De Iuliis S., Tool C.J., Geerligs L.J. rx06032. 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 4--8 September 2006, Dresden, Germany
  24. Rupnowski P., Sopori B. // Int. J. Fracture. 2009. Vol. 155. P. 67--74
  25. Popovich V.A., Geerstma W., Janssen M., Bennett I.J., Richardson I.M. EPD Congress. 2015. / Ed. J. Yurko, A. Allanore, L. Bartlett, J. Lee, L. Zhang, G. Tranell, Y. Meteleva-Fischer, S. Ikhmayies, A.S. Budiman, P. Tripathy, G. Fredrickson. TMS (The Minerals, Metals \& Materials Society). 2015. P. 242
  26. Витман Ф.Ф., Уфлянд Я.С., Иоффе Б.С. // Прикладная механика. 1970. Vol. 6. N 5. P. 122
  27. Степанов В.А., Песчанская Н.Н., Шпейзман В.В. // Прочность и релаксационные явления в твердых телах. Л.: Наука, 1984. 245 с
  28. Жога Л.В., Степанов В.А., Шпейзман В.В. // ФТТ. 1977. Т. 19. Вып. 8. С. 1521
  29. Галлагер P. Метод конечных элементов. Основы. М.: Изд-во Мир, 1984. 428 с. [ Gallagher R. Finite element analysis: Fundamentals. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, N. J. 1975. 416 p.]

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme