Inventory number IRN Number of state registration
0324РК01021 AP19680267-KC-24 0123РК00468
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 0
International publications: 0 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 0
Patents Amount of funding Code of the program
0 33692000 AP19680267
Name of work
Разработка безопасных методов формирования легированных нанослоев poly-Si с использованием золь-гель растворов и магнетронного распыления для TOPCon солнечных элементов.
Type of work Source of funding Report authors
Applied Бейсенханов Нуржан Бейсенханович
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
АО «Казахстанско-Британский технический университет»
Abbreviated name of the service recipient АО "КБТУ"
Abstract

Кремниевые солнечные элементы остаются наиболее используемыми в связи с распространённостью кремния на Земле, его стабильностью и относительной дешевизной. Объектом исследования данного проекта является модернизация производства кремниевых солнечных элементов путем оптимизации наноструктур методом магнетронного распыления и синтеза бор- и фосфорсодержащих растворов золь-гель методом.

Кремний күн батареялары жердегі кремнийдің көптігі, оның тұрақтылығы мен салыстырмалы арзандығына байланысты ең көп қолданылатын болып қала береді. Бұл жобаның зерттеу нысаны наноқұрылымдарды магнетронды шашырату арқылы оңтайландырып және бор және фосфор бар ерітінділерді золь-гель әдісімен синтездеу арқылы кремний күн батареяларының өндірісін жаңғырту болып табылады.

Оптимизация параметров магнетронного осаждения для минимизации наносимого урона подложке кремния и туннельному слою SiO2. Определение зависимости степени легирования нанослоев poly-Si (p) от параметров распыления мишеней Si и B. Разработка экспрессных методов формирования бор- и фосфорсодержащих растворов с оптимальными свойствами и удовлетворительным сроком годности.

Кремний төсеніші мен SiO2 туннель қабатының зақымдануын азайту үшін магнетронды шашырату параметрлерін оңтайландыру. Poly-Si (p) наноқабаттарының легирлеу дәрежесіне Si және B нысандарынның шашырату параметрлерінің тәуелділігін анықтау. Оңтайлы қасиеттері мен қанағаттанарлық жарамдылық мерзімі бар бор және фосфор бар ерітінділерді қалыптастырудың экспресс әдістерін әзірлеу.

Полученные в ходе реализации проекта пленки были исследованы методами рентгеновской дифракции (XRD), рентгеновской рефлектометрии (XRR), люминесценции, ИК-спектроскопии (FTIR), спектрофотометрии и бесконтактным СВЧ методом. Для интерпретации полученных данных использовались программные обеспечения SCOUT, GenX и Origin. Для исследования электрических свойств полученных пленок использован четырехзондовый метод.

Жобаны жүзеге асыру барысында алынған қабықшалар рентгендік дифракция (XRD), рентгендік рефлектометрия (XRR), люминесценция, ИҚ спектроскопиясы (FTIR), спектрофотометрия және контактісіз микротолқынды әдіспен зерттелді. Алынған деректерді түсіндіру үшін Scout, GenX және Origin бағдарламалық жасақтамалары қолданылды. Алынған қабықшалардың электрлік қасиеттерін зерттеу үшін төрт зондты әдісі қолданылды.

В ходе реализации проекта согласно пунктам 2.1-2.3 календарного плана выполнены работы по оптимизации параметров осаждения тонких пленок кремния методом магнетронного осаждения. Впервые показано in-situ легирования пленок a-Si методом магнетронного распыления путем одновременного распыления мишеней Si и B. Показана зависимость оптических констант пленок Si от параметров осаждения. Выявлено, что метод быстрого термического отжига позволяет кристаллизовать пленки a-Si в течение 5 минут при температуре 700-800оС. Измерение времени жизни неосновных носителей заряда не показало значительного увеличения времени жизни без гидрогенизация полученных пленок poly-Si.

Жобаны іске асыру барысында күнтізбелік жоспардың 2.1-2.3-тармақтарына сәйкес магнетронды тұндыру әдісімен кремнийдің жұқа қабықшаларын тұндыру параметрлерін оңтайландыру бойынша жұмыстар орындалды. Si және B нысандарын бір мезгілде бүрку арқылы магнетронды бүрку әдісі арқылы a-Si қабықшаларын легирлеудің in-situ бірінші рет көрсетілген. Si пленкаларының оптикалық тұрақтыларының тұндыру параметрлеріне тәуелділігі көрсетілген.° Жылдам термиялық күйдіру әдісі a-Si қабықшаларын 700-800°С температурада 5 минут ішінде кристалдануға мүмкіндік беретіні анықталды. Негізгі емес заряд тасымалдаушылардың өмір сүру уақытын өлшеу poly-Si қабықшаларын гидрлеусіз өмір сүру уақыты ұзартылмайтынын көрсетті. Негізгі емес заряд тасымалдаушылардың өмір сүру уақыты poly-Si қабықшаларын гидрлеусіз ұзартылмайтынын көрсетті.

Оптимизированы параметры осаждения тонких пленок кремния методом магнетронного распыления без использования токсичных газов. Предлагаемый метод обеспечивает высокую скорость осаждения, малую температуру процесса и высокую контролируемость параметров полученных пленок. Это позволяет получить пленки высокого качества за короткий промежуток времени и без риска термического повреждения подложки.

Улы газдарды қолданбай магнетронды бүрку әдісімен кремнийдің жұқа қабықшаларын тұндыру параметрлері оңтайландырылған. Ұсынылған әдіс тұндыру жоғары жылдамдығын, процестің төмен температурасын және алынған қабықшалар параметрлерінің жоғары бақылануын қамтамасыз етеді. Бұл қысқа уақыт ішінде және субстраттың термиялық зақымдану қаупінсіз жоғары сапалы қабықшаларды алуға мүмкіндік береді.

Методы осаждения и полученные в результате исполнения пунктов 2.1-2.3 календарного плана пленки планируется внедрить в технологическую линию производства эффективных кремниевых солнечных элементов ЛАЭиН (АО «КБТУ»).

Тұндыру әдістерін және күнтізбелік жоспарының 2.1-2.3-тармақтарын орындау нәтижесінде алынған қабықшаларын ЛАЭиН ("ҚБТУ" АҚ) тиімді кремний күн батареяларын өндірудің технологиялық желісіне енгізу жоспарлануда.

Полученные результаты показали, что пленки poly-Si для TOPCon кремниевых солнечных элементов могут быть получены безопасным и масштабируемым методом магнетронного распыления. Вариация давления и мощности позволяет уменьшать урон, наносимый подложке. Полученные результаты позволят разработать эффективные солнечные элементы без использования токсичных газов.

Нәтижелер TOPCon кремний күн батареяларына арналған poly-Si қабықшаларын қауіпсіз және масштабталатын магнетронды бүрку әдісімен алуға болатынын көрсетті. Қысым мен қуаттың өзгеруі субстраттың зақымдануын азайтуға мүмкіндік береді. Нәтижелер улы газдарды пайдаланбай тиімді күн батареяларын жасауға мүмкіндік береді.

Фотогальваника, наноматериалы и нанотехнологии

Фотогальваника, наноматериалдар және нанотехнологиялар.

UDC indices
539.23
International classifier codes
44.41.35; 29.19.16; 29.19.22;
Key words in Russian
метод магнетронного распыления; легирование методом центрифугирования; тонкие пленки; TOPCon кремниевые солнечные элементы; поликристаллический кремний;
Key words in Kazakh
магнетронды шашырату әдісі; центрифугалау арқылы легирлеу; жұқа қабыршақтар; TOPCon кремний күн батареялары; поликристалды кремний;
Head of the organization Габдуллин Маратбек Тулепбергенович PhD / Профессор
Head of work Бейсенханов Нуржан Бейсенханович Доктор физико-математических наук / Профессор