ENGLISH VERSION
Proiect: 288/2014
Titlu: Structuri Fotovoltaice Multistrat pentru Aplicaţii Spaţiale
Valoare:
Buget: 1.250.000,00 lei
Cofinantare: 187.500,00 lei
Durata: 39 luni
Autoritatea contractantă:
Unitatea Executivă pentru Finanţarea Învăţământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării şi Inovării (UEFISCDI), http://uefiscdi.gov.ro/
Coordonator: Universitatea din Bucureşti
Parteneri:
- Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizica Materialelor din Bucureşti
- Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Fizică şi Inginerie Nucleară “Horia Hulubei”
- SC MGM STAR Construct SRL
Director de proiect: Prof.univ.dr. Stefan ANTOHE
Contact: santohe@solid.fizica.unibuc.ro
Rezumatul proiectului:
Structurile fotovoltaice bazate pe straturi subţiri sunt cele mai potrivite pentru aplicaţii în tehnologia spaţială datorită masei lor reduse. Acest proiect urmăreşte investigarea metodelor de fabricare a unor structuri cu joncţiuni fotovoltaice multiple de tipul ZnS/ZnSe/CdTe, bazate pe filme subţiri, în configuraţii de tip superstrat, dar şi studierea anduranţei acestora la iradierea cu protoni si particule alfa (componente principale ale radiaţiei cosmice) de energie mare (2-10 MeV), la fluenţe de 1010-1014 cm-2. În cazul configuraţiei de tip superstrat se începe cu depunerea electrodului-faţă transparent pe substratul de sticlă, care conferă suport întregii structuri, iar după aceea se depun straturile de ZnS, ZnSe şi CdTe, iar în final, electrodul-spate. Scopul este acela de a testa eficienţele de conversie şi anduranţa la iradiere a acestei configuraţii.
Un aspect important il reprezinta calitatea contactului de spate metal/CdTe, al carui comportament electric trebuie sa fie unul de tip ohmic. CdTe este un material cu proprietăţi excelente de absorbţie a fotonilor din regiunea vizibilă a spectrului electromagnetic, cu o bandă interzisă de 1.4 eV şi un coeficient mare de absorbţie optică, insa este bine cunoscut ca fiind un semiconductor “dificil”: din cauza lucrului mare de extracţie trebuie acordată o atenţie cu totul specială la contactarea acestuia cu un metal pentru a obţine un contact cvasi-ohmic cu rezistenţă redusă. Se va pune la punct o procedură de implantare ionică pentru controlarea proprietăţilor electrice ale stratului de CdTe prin doparea cu impurităţi acceptoare active electric, corect alese. O atenţie specială va fi acordată calităţii interfeţelor; un proces de optimizare a structurilor fotovoltaice va fi implementat în acest sens. Va fi studiat tipul defectelor create de iradiere precum şi influenţa acestora asupra performanţelor structurilor.
Etapa 1 / 2014 - Realizarea şI caracterizarea heterostructurii ZnSe/CdTe
Obiectivele etapei au fost:
- Optimizarea interfeţei ZnSe/CdTe
- Fabricarea şi caracterizarea heterostructurilor bazate pe filme subţiri ZnSe/CdTe în configuraţia de tip superstrat
Obiectivele acestei etape au fost atinse integral.
Activităţile desfăşurate în vederea îndeplinirii obiectivelor sus-menţionate au fost cele prevăzute în planul de realizare:
1.1 Depunerea filmelor componente şi optimizarea interfeţei ZnSe/CdTe
1.2 Fabricarea heterostructurilor ZnSe/CdTe
1.3 Fabricarea structurilor fotovoltaice bazate pe filme subţiri ZnSe/CdTe în configuraţie superstrat (partea I)
A fost efectuat un studiu sistematic vizând influenţa parametrilor de creştere a filmelor de ZnSe, respectiv CdTe (în heterostructura ZnSe/CdTe) asupra proprietăţilor lor fizice, în vederea optimizării acestor proprietăţi pentru aplicaţii fotovoltaice. Filmele au fost caracterizate structural prin difracţie de raze X, morfologic prin microscopie electronică în regim de scanare (SEM) şi optic prin spectroscopie NIR-Vis-UV. Prin corelarea rezultatelor acestor caracterizări cu parametrii de creştere, au fost determinate condiţiile optime de fabricare a filmelor de ZnSe pe substrat de sticlă optică acoperită cu oxid de indiu dopat cu staniu (ITO) în calitate de electrod transparent. De asemenea au fost stabilite condiţiile de creştere a straturilor componente ale heterostructurii ZnSe/CdTe care conduc la optimizarea răspunsului fotovoltaic.
Au fost fabricate şi caracterizate din punct de vedere al răspunsului fotovoltaic, structuri de tip ITO/ZnSe/CdTe/Me, în care Me este un aliaj metalic, studiul vizând la această etapă optimizarea electrodului de spate CdTe/Me. Necesitatea acestui studiu este legată de dificultatea preparării de contacte cvasi-ohmice pe CdTe, semiconductor cu afinitate electronică foarte mare.
Publicaţii:
- O. Toma, S. Antohe, Chalcogen. Lett. 11, 611 (2014)
|
