Вышедшие номера
Прочность пластин монокристаллического кремния для солнечных элементов
Переводная версия: 10.1134/S1063784220010259
Шпейзман В.В.1, Николаев В.И.1, Поздняков А.О.1, Бобыль А.В.1, Тимашов Р.Б.1, Аверкин А.И.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: shpeizm.v@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 3 апреля 2019 г.
В окончательной редакции: 9 апреля 2019 г.
Принята к печати: 13 мая 2019 г.
Выставление онлайн: 20 декабря 2019 г.

Рассмотрены способы измерения прочностных характеристик хрупких материалов при осесимметричном изгибе на примере монокристаллического кремния, полученного кристаллизацией из расплава по методу Чохральского, который в виде тонких (80-200 μm) пластин используется в большинстве высокоэффективных солнечных элементов с КПД более 20%. Дан анализ экспериментальных и расчетных методов определения напряжений. Сравнены данные численного расчета напряжений с экспериментальными, полученными рентгеновским методом по измерению межплоскостного расстояния в кристаллической решетке кремния под нагрузкой. Показано, что известные формулы теории упругости для расчета напряжений и прогиба справедливы только при нагрузках, много меньших разрушающей нагрузки. Получены зависимости нагрузка-прогиб под нагружающим кольцом при осесимметричном изгибе тонких кремниевых пластин разного размера при различной геометрии испытаний и определена их прочность в зависимости от вида финишной обработки поверхности, которая существенно меняет прочность. Ключевые слова: монокристаллы кремния, осесимметричный изгиб, расчет напряжений, прочность.
  1. Fertig F., Kraub K., Rein S. // Energ. Proced. 2017. Vol. 124. P. 338
  2. Danilewsky A., Wittge J., Kiefl K., Allen D., McNally P., Garagorri J., Elizalde M.R., Baumbach T., Tanner B.K. // J. Appl. Cryst. 2013. Vol. 46. P. 849
  3. Gabor A.M., Janoch R., Anselmo A., Lincoln J.L., Seigneur H., Honeker Ch. // IEEE J. Photovoltaics. 2016. Vol. 6. N 1. P. 3575
  4. 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
  5. Степанов В.А., Песчанская Н.Н., Шпейзман В.В. Прочность и релаксационные явления в твердых телах. Л.: Наука, 1984. 245 с
  6. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластины и оболочки. М.: Наука, 1966. 635 с
  7. Витман Ф.Ф., Уфлянд Я.С., Иоффе Б.С. // Прикладная механика. 1970. Т. 6. N 5. С. 122
  8. Най Д. Физические свойства кристаллов. М.: ИЛ, 1960. 385 с
  9. Coletti G., van der Borg N.J.C.M., De Iuliis S., Tool C.J.J., Geerligs L.J. rx06032. 21st European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition, 4--8 September 2006, Dresden, Germany
  10. ASTM C1499--15. Standard Test Method for Monotonic Equibiaxial Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperature.
  11. Gouttebroze S., Lange H.I., Ma X., Glockner R., Emamifard B., Syvertsen M., Vardavoulias M., Ulyashin A. // Phys. Stat. Solid. 2013. A Vol. 210. N 4. P. 777--784
  12. Жога Л.В., Степанов В.А., Шпейзман В.В. // ФТТ. 1977. Т. 19. Вып. 8. С. 1521
  13. Васильев Д.М., Титовец Ю.Ф. // Заводская лаборатория. 1977. Т. 43. N 10. С. 1235
  14. Корнишин М.С., Исанбаева Ф.С. Гибкие пластины и панели. М.: Наука, 1968. 258 с.

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.