Архитектура мезы и эффективность InGaP/Ga(In)As/Ge солнечных элементов
Калиновский В.С.1, Контрош Е.В.1, Гребенщикова Е.А.1, Андреев В.М.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: kontrosh@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 13 ноября 2020 г.
В окончательной редакции: 26 января 2021 г.
Принята к печати: 3 февраля 2021 г.
Выставление онлайн: 21 марта 2021 г.
Показано, что архитектура мезы и достигнутое качество боковых поверхностей мезаструктуры концентраторных многопереходных солнечных элементов обеспечивает повышение их эффективности до 36.7% при кратности концентрации до 100x(АМ0; 0.136 W/cm2). Создание архитектуры мезаструктур с последующим разделением эпитаксиальных пластин монолитных InGaP/Ga(In)As/Ge-наногетероструктур на чипы проводилось методом одноэтапного химического травления в растворе НВr:H2O2:H2O (8:1:100), через маску из фоторезиста на глубину 12-18 μm. Определены условия одноэтапного травления, обеспечивающие формирование гладкой и ровной боковой поверхности мезы InGaP/Ga(In)As/Ge-наногетероструктуры, содержащей различные по составу и толщинам слои. Определение энергии активации показало, что травление протекает в диффузионной области гетерогенного процесса. При повышении температуры травителя с 2 до 36oС наблюдается изменение угла наклона в области Ge-подложки с 4.5 до 25o, что позволяет оптимизировать количество концентраторных солнечных элементов и их качество при финальном механическом разделении эпитаксиальной пластины на чипы. Ключевые слова: многопереходные солнечные элементы, InGaP/Ga(In)As/Ge-структуры, эффективность, химическое травление АIIIBV, Ge-подложка.
- Zh.I. Alferov, V.M. Andreev, V.D. Rumyantsev. Springer Series Opt. Sci., 140, 101 (2008)
- E.V. Kontrosh, V.S. Kalinovskiy, G.A. Gusev, A.N. Sumarokov, G.V. Klimko, S.V. Ivanov, V.S. Yuferev, T.S. Tabarov, V.M. Andreev. IOP Conf. Series: J. Phys.: Conf. Series 993 (2018)
- S. Fafard, M.C.A. York, F. Proulx, C.E. Valdivia, M.M. Wilkins, R. Ares, V. Aimez, K. Hinzer, D.P. Masson. Appl. Phys. Lett., 108, 071101 (2016)
- В.А. Миличко, А.С. Шалин, И.С. Мухин, А.Э. Ковров, А.А. Красилин, А.В. Виноградов, П.А. Белов, К.Р. Симовский. УФН, 186 (8), 801 (2016).
- V.S. Kalinovsky, V.V. Evstropov, V.M. Lantratov, P.V. Pokrovsky, V.M. Andreev. Proc. 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference and 5th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion (Valencia, Spain, 2010), p. 979
- Wei-Sheng Lei, Ajay Kumar, Rao Yalamanchili. J. Vacuum Sci. Technol. B, 30, 040801 (2012)
- D. Smoczynski, K. Czuba, E. Papis-Polakowska, P. Kozlowski, J. Ratajczak, Iwona Sankowska, A. Jasik. Mater. Sci. Semicond. Proces., 118, 105219 (2020). https://doi.org/10.1016/j.mssp.2020.105219
- Я.В. Левицкий, М.И. Митрофанов, Г.В. Вознюк, Д.Н. Николаев, М.Н. Мизеров, В.П. Евтихиев. ФТП, 53 (11), 1579 (2019). [Ya.V. Levitskii, M.I. Mitrofanov, G.V. Voznyuk, D.N. Nikolayev, M.N. Mizerov, V.P. Evtikhiev. Semiconductors, 53 (11), 1545 (2019). https://doi.org/10.1134/S1063782619110101]
- В.М. Андреев, Е.А. Гребенщикова, П.А. Дмитриев, Н.Д. Ильинская, В.С. Калиновский, Е.В. Контрош, А.В. Малевская, А.А. Усикова. ФТП, 48 (9), 1249 (2014). [V.M. Andreev, E.A. Grebenshchikova, P.A. Dmitriev, N.D. Ilinskaya, V.S. Kalinovsky, E.V. Kontrosh, A.V. Malevskaya, A.A. Usikova. Semiconductors, 48 (9), 1217 (2014). https://doi.org/10.1134/S1063782614090024]
- В.В. Мамутин, В.М. Устинов, J. Boetthcher, H. Kuenzel. ФТП, 44 (7), 995 (2010). [V.V. Mamutin, V.M. Ustinov, J. Boetthcher, H. Kuenzel. Semiconductors, 44 (7), 962 (2010). https://doi.org/10.1134/S1063782610070225]
- A. Turala, A. Jaouad, D.P. Masson, S. Fafard, R. Ares, V. Aimez. "Isolation of IIIV/Ge Multijunction Solar Cells by Wet Etching", Hindawi Publishing Corporation International Journal of Photoenergy, 2013, Article ID 583867, 7 p. http://dx.doi.org/10.1155/2013/583867
- А.М. Филачев, И.И. Таубкин, М.А. Тришенков. Твердотельная фотоэлектроника. Фотодиоды (Физматкнига, М., 2011), 445 с. ISBN 878-5-89153-203-6
- M. Razeghi. A Survey of GaInAsP-InP for Photonic and Electronic Applications The MOCVD Challenge (IOP Publishing Ltd., 1989), v. 1, p. 277
- Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.matprop.ru
- В.В. Мамутин, Н.Д. Ильинская, Д.А. Бедарев, Р.В. Левин, Б.В. Пушный. ФТП, 48 (8), 1132 (2014). [V.V. Mamutin, N.D. Ilyinskaya, D.A. Bedarev, R.V. Levin, B.V. Pushnyi. Semiconductors, 48 (8), 1103 (2014). https://doi.org/10.1134/S1063782614080181]
- D. Hofstetter, F.R. Giorgetta, E. Baumann, Q. Yang, C. Manz, K. Kohler. APL, 93, 221106 (2008)
- Q. Song, H. Cao, S.T. Ho, G.S. Solomon. APL, 94, 061109 (2009)
- B.V. Nekrasov. Osnovy obshchei khimii v 2-kh tomakh, (Fundamentals of General Chemistry in 2 vols.) (in Russian), (Khimiya, M., 1973 vol. I, p. 273)
- И.А. Дибров. Неорганическая химия (Лань, СПб., 2001) 432 с. ISBN 5-8114-0325-9]
- A.G. Stromberg, D.P. Semchenko. Fizicheskaya Khimiya (in Russian), (Moscow, 2001)
- В.А. Сычик. Технология сборки полупроводниковых приборов и интегральных схем (БНТУ, Минск, 2014)
- A.V. Malevskaya, N.D. Il'inskaya, V.M. Andreev. Pis'ma v Zh. Tekh. Fiz., 45 (24), 14 (2019)
- L. Esaki. Phys. Rev. 109 (2), 603 (1958)
- Chih-Tang Sah, Robert N. Noyce, William Shockley. Carrier Generation and Recombination in P-N Junctions and P-N Junction Characteristics, Proceedings of the IRE, p. 1228 (1957).
- W. Shockley. The Bell System Tech. J. 28 (3), 435 (1949)
- D.M. Demidov, A.L. Ter-Martirosyan, K.A. Bulashevich, O.V. Khokhlev, S.Yu. Karpovzh-l, Nauchnoe priborostroenie, 23 (2), 129 (2013)
- В.П. Коняев, А.А. Мармалюк, М.А. Ладугин, Т.А. Багаев, М.В. Зверков, В.В. Кричевский, А.А. Падалица, С.М. Сапожников, В.А. Симаков. ФТП, 48 (1), 104 (2014). [V.P. Konyaev, A.A. Marmalyuk, M.A. Ladugin, T.A. Bagaev, M.V. Zverkov, V.V. Krichevsky, A.A. Padalitsa, S.M. Sapozhnikov, V.A. Simakov. Semiconductors, 48 (1), 99 (2014).]
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.