Материалы для фотовольтаики и фотосенсорики

 

Направление «Материалы для фотовольтаики и фотосенсорики»: 

 

Одним из важнейших направлений нашей работы является исследование фоточувствительных полупроводниковых материалов и структур для фотовольтаики и фотосенсорики. Мы исследуем в настоящее время и имеем опыт изучения следующих материалов:

  • фоточувствительные структуры на основе широкозонных оксидов (TiO2, In2O3, ZnO и т.д.), сенсибилизированных полупроводниковыми нанокристаллами (работы ведутся совместно с кафедрой электрохимии БГУ);

  • тонкие пленки Cu(In,Ga)(S,Se)2, Cd(S,Se) (работы ведутся совместно с ГНПО «НПЦ НАНБ по материаловедению» и Институтом физики НАНБ);

  • полупроводники-сегнетоэлектрики GaSe, TlGaSe2 и TlInS2 (монокристаллы и нанослои), легированные различными примесями (работы ведутся совместно с Институтом физики Академии наук Азербайджана и Институтом прикладной физики Вильнюсского университета);

  • моно- и мультикристаллический кремний и солнечные элементы на его основе.

Основные результаты:

  • установлены особенности формирования тонких пленок Cu(In,Ga)(S,Se)2 в результате отжига слоев Cu-In-Ga в парах S/Se. Определены технологические режимы, позволяющие синтезировать однофазные пленки Cu(In,Ga)(S,Se)2 с однородным распределением компонентов по глубине и плотноупакованными зернами [1, 2];

  • установлены электрофизические и оптические свойства пленок Cu(In,Ga)(S,Se)2 с различным соотношением компонентов, полученных методом термической обработки слоев Cu-In-Ga в парах S/Se [1, 2];

  • установлены влияние режимов отжига на структуру, электрофизические и оптические характеристики пленок Cd(S,Se), полученных трафаретной печатью, а также оптимальные технологические режимы синтеза пленок Cd(S,Se) [3];

  • установлены закономерности влияния g-облучения на фотоэлектрические свойства поликристаллических пленок Cd(S,Se) [4];

  • впервые обнаружена узкая линия с максимумом на длине волны 1160 - 1170 нм в спектрах фотоЭДС промышленных пластин кремния, а также предложена модель ее формирования [5];

  • разработаны способы неразрушающего контроля параметров барьерных полупроводниковых структур, основанные на анализе вольт-амперных характеристик, а также спектральных зависимостей напряжения холостого хода и показателя поглощения света [6];

  • разработано программное приложение, позволяющее рассчитывать эффективность тонкопленочных солнечных элементов на основе Cu(In,Ga)(S,Se)2 в зависимости от толщины поглощающего слоя, профиля распределения компонентов по глубине, размера зерен и пр. [7];

  • установлены закономерности влияния условий электро-химического осаждения (тип подложки, потенциал осаждения, состав электролита) на структуру и электрофизические свойства тонких пленок халькогенидов кадмия и свинца [8, 9];

  • установлены закономерности влияния типа подложки (In2O3, TiO2, ZnO) и условий синтеза на структуру и фотоэлектрические свойства гетероструктур на основе широкозонных оксидов, сенсибилизированных нанокристаллами AIIBVI [10, 11, 12].

Основные публикации:

  1. Фоточувствительность структур на пленках Cu(In,Ga)(S,Se)2, полученных термообработкой в парах S и Se / В.Ю. Рудь, М.С. Тиванов, Ю.В. Рудь, В.Ф. Гременок, Е.П. Зарецкая, В.Б. Залесский, Т.Р. Леонова, П.И. Романов // Физика и техника полупроводников. - 2007. - Т. 41, вып. 10. - P. 1190 - 1194;

  2. Бескадмиевые тонкопленочные гетерофотоэлементы Cu(In,Ga)Se2/(In2S3): создание и свойства / В.Б. Залесский, В.Ю. Рудь, В.Ф. Гременок, Ю.В. Рудь, Т.Р. Леонова, А.В. Кравченко, Е.П. Зарецкая, М.С. Тиванов // Физика и техника полупроводников. - 2007. - Т. 41, вып. 8. - P. 992 - 997;

  3. Optical and photoelectrical properties of CdSxSe1-x films produced by screen-printing technology / M. Tivanov, E. Ostretsov, N. Drozdov, L. Survilo, A. Fedotov, Yu. Trofimov, A. Mazanik // Physica Status Solidi (b). - 2007. - Vol. 244, No 5. - P. 1694 - 1699;

  4. Modification of electrical properties of CdSxSe1-x films by hard irradiation and nanostructuring / A.M. Saad, A.K. Fedotov, A.V. Mazanik, M.I. Tarasik, A.M. Yanchenko, A.S. Posedko, L.Y. Survilo, Yu.V. Trofimov, N.F. Kurilovich // Thin Solid Films. - 2005. - Vol. 487. - P. 202 - 204;

  5. Influence of low-temperature argon ion-beam treatment on the photovoltage spectra of standard Cz Si wafers / A.M. Saad, O.V. Zinchuk (Korolik), N.A. Drozdov, A.K. Fedotov, A.V. Mazanik // Solid State Phenomena. - 2008. - Vols. 131 - 133. - P.  333 - 338;

  6. Determination of solar cell parameters from its current-voltage and spectral characteristics / M. Tivanov, A. Patryn, N. Drozdov, A. Fedotov, A. Mazanik // Solar Energy Materials & Solar Cells. - 2005. - Vol. 87. - P. 457 - 465;

  7. Effect of absorbing layer thickness on efficiency of solar cells based on Cu(In,Ga)(S,Se)2 / M. Tivanov, L. Astashenok, A. Fedotov // Electrical Review. - 2012. - Vol. 88, №7a. - P. 321 - 323;

  8. Electrochemical deposition of nanocrystalline PbSe layers onto p–Si (100) wafers / D.K. Ivanou, E.A. Streltsov, A.K. Fedotov, A.V. Mazanik // Thin Solid Films. - 2005. - Vol. 487. - P. 49 - 53;

  9. Electrical, photoelectrical, and photoelectrochemical properties of electrodeposited CdTe films subjected to high-energy irradiation / A.K. Fedotov, A.A. Ronassi, Vo Thi Tuiet Vi, A.V. Mazanik, O.V. Korolik, S.M. Rabchynski, G.A. Ragoisha, E.A. Streltsov // Thin Solid Films. - 2011. - Vol. 519. - P. 7149 - 7152;

  10. Photoelectrochemical and raman characterization of In2O3 mesoporous films sensitized by CdS nanoparticles / N.V. Malaschenok, S.K. Poznyak, E.A. Streltsov, A.I. Kulak, A.K. Fedotov, O.V. Korolik, A.V. Mazanik // Beilstein Journal of Nanotechnology. - 2013. - Vol. 4. - P. 255 - 261;

  11. Mesoporous indium oxide films sensitized with cadmium sulphide for solar cells application / M.V. Malashchonak, E.A. Streltsov, S.K. Poznyak, A.V. Mazanik, A.K. Fedotov // Proceedings of International conference «Physics, chemistry and application of nanostructures (Nanomeeting - 2013)» (28 - 31 May 2013, Minsk, Belarus) / edit.: V.E. Borisenko, S.V. Gaponenko, V.S. Gurin, C.H. Kam. - World Scientific Publishing Co. - 2013. - P. 473 - 476;

  12. Photoelectrochemical and raman characterization of nanocrystalline CdS Grown on ZnO by successive ionic layer adsorption and reaction method / A.V. Kozitskiy, O.L. Stroyuk, S.Ya. Kuchmiy, A.V. Mazanik, S.K. Poznyak, Е.А. Streltsov, A.I. Kulak, O.V. Korolik, V.M. Dzhagan // Thin Solid Films. - 2014. - Vol. 562. - P. 56 - 62.

По данному направлению защищено три кандидатских диссертации:

  1. 2004 г. - Мазаник А.В. - «Электрическая активность межзеренных границ в поли- и бикристаллах кремния» (с авторефератом диссертации можно ознакомиться здесь);

  2. 2008 г. - Тиванов М.С. - «Оптические и электрические свойства тонких пленок Cu(In,Ga)(S,Se)2 для солнечных элементов» (с авторефератом диссертации можно ознакомиться здесь);

  3. 2011 г. - Ронасси А.А. - «Фотоэлектрические свойства монокристаллов и тонких пленок теллурида кадмия». 

 

 

Русский