| Inventory number | IRN | Number of state registration |
|---|---|---|
| 0225РК00460 | AP19680267-OT-25 | 0123РК00468 |
| Document type | Terms of distribution | Availability of implementation |
| Заключительный | Gratis | Number of implementation: 0 Not implemented |
| Publications | ||
| Native publications: 0 | ||
| International publications: 2 | Publications Web of science: 2 | Publications Scopus: 2 |
| Number of books | Appendicies | Sources |
| 1 | 2 | 19 |
| Total number of pages | Patents | Illustrations |
| 72 | 0 | 37 |
| Amount of funding | Code of the program | Table |
| 35079300 | AP19680267 | 2 |
| Name of work | ||
| Разработка безопасных методов формирования легированных нанослоев poly-Si с использованием золь-гель растворов и магнетронного распыления для TOPCon солнечных элементов. | ||
| Report title | ||
| Type of work | Source of funding | The product offerred for implementation |
| Applied | Технология | |
| Report authors | ||
| Бейсенханов Нуржан Бейсенханович , Нусупов Каир Хамзаевич , Султанов Асанали Талгатбекулы , Ерланұлы Ерасыл , Кусайнова Айжан Жамбуловна , Шыныбаев Дархан Серикович , Мугалбаев Аманжол Амиртаевич , Кривошеев Василий Васильевич , Даруш Өмірзақ , Рыскалиева Малика Майлыбайқызы , Сулейменова Айганым , | ||
|
0
2
2
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 | ||
|
Объектами исследования являются фосфор- и борсодержащие золь-гель растворы, а также тонкие легированные пленки кремния, полученные методами центрифугирования и магнетронного распыления, применяемые для формирования туннельно-оксидных пассивирующих контактов (TOPCon) в кремниевых солнечных элементах. Зерттеу нысандары ретінде фосфор мен бор құрамды золь-гель ерітінділері, сондай-ақ кремний күн батареяларында туннель-оксидті пассивациялық контактілерді (TOPCon) қалыптастыру үшін қолданылатын центрифугалау және магнетронды бүрку әдістерімен алынған кремнийдің жұқа легирленген қабықшалары, 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 төсенішіне және SiO2 туннельдік қабатына келтірілген зиянды азайту үшін магнетронды бүрку параметрлерін оңтайландыру. Poly-Si (p) наноқабаттарының легирлену дәрежесінің Si және B нысандарын бүрку параметрлеріне тәуелділігін анықтау. Оптималды қасиеттері мен жарамды сақтау мерзімі бар бор және фосфор құрамды ерітінділерді жедел қалыптастырудың әдістерін әзірлеу. Работы выполнены с использованием физико-химических и вакуумных технологий. Синтез фосфор- и борсодержащих растворов проводился золь-гель методом на основе TEOS, H3PO4 и B2O3 в смесях IPA, HCl и воды. Для нанесения полученных растворов на кремниевые подложки использовался метод центрифугирования. Метод магнетронного распыления использовалось для осаждения кремниевых нанослоёв. Отжиг полученных структур проводился быстрым термическим отжигом или отжигом в трубчатой печи при температуре 900–1050 °C. Комплексная характеризация полученных плёнок проводилась методами FTIR, спектрофотометрии, XRD, XRR, СВЧ-методом, четырёхзондовым зондированием и измерением ВАХ солнечных элементов. Жұмыстар физика-химиялық және вакуумдық технологияларды пайдалана отырып орындалды. Фосфор және бор құрамдас ерітінділерінің синтезі IPA, HCl және су қоспаларында TEOS, H3PO4 және B2O3 негізіндегі золь-гель әдісімен жүргізілді. Алынған ерітінділерді кремний төсеніштерге қолдану үшін центрифугалау әдісі қолданылды. Магнетронды бүрку әдісі кремний наноқабаттарын отырғызу үшін қолданылған. Алынған құрылымдарды 900-1050 °C температурада құбырлы пеште немесе жылдам термиялық күйдіру арқылы жүзеге асырылды. Алынған қабықшыларды кешенді FTIR әдісімен, спектрофотометрия, XRD, XRR, ультра жоғары жиілікті әдістерімен, төрт зондты әдісімен және ВАХ күн элементтерді өлшеу әдісімен жүргізілді. Разработаны фосфорсодержащие растворы с концентрацией примеси 8×1019–1.8×1021 см-3, временем приготовления менее 2 часов и сроком годности не менее 3 недель. Разработаны борсодержащие растворы с концентрацией примеси 1×1019–1×1021 см-3, временем приготовления менее 1 часа и сроком хранения более 2 недель. Оптимизирован процесс центрифугирования и предварительной сушки (100–300 °C), обеспечивающий равномерное распределение толщины силикатных покрытий. Методами FTIR и СЭМ подтверждена гомогенность структуры фосфор- и борсиликатных стекол, наличие связей B–O–Si и P–O–Si после термообработки. При оптимальном режиме RTA-отжига (950 °C, 3 мин) получены легированные области с поверхностным сопротивлением 80–120 Ω/□ и равномерным распределением по поверхности (10×10 см2). Дайындау уақыты 2 сағаттан аз және жарамдылық мерзімі кемінде 3 апта, құрамында 8×1019-1.8×1021 см-3 қоспа концентрациясы бар фосфор ерітінділер әзірленді. Дайындау уақыты 1 сағаттан аз және сақтау мерзімі 2 аптадан асатын, 1×1019–1×1021 см-3 қоспа концентрациясы бар бор ерітінділер әзірленді. Центрифугалау және алдын ала кептіру процесі (100-300 °C) оңтайландырылған, бұл силикат жабындарының қалыңдығының біркелкі таралуын қамтамасыз етеді. FTIR және СЭМ әдістерімен фосфор - және борсиликатты шыны құрылымының біртектілігі, термиялық өңдеуден кейін B–O–Si және P–O–Si байланыстарының болуы расталды. Оңтайлы RTA күйдіру режимінде (950 °C, 3 мин) беттік кедергісі 80-120 Ω/□, беттің біркелкі таралуы (10×10 см2) легирленген аймақтары бар алынды. Разработанная технология отличается низкой себестоимостью и безопасностью, исключает использование токсичных газов (PH3, B2H6) и позволяет интегрировать процесс в существующие линии производства TOPCon-солнечных элементов без модернизации основного оборудования. Әзірленген технология құнының төмендігімен және қауіпсіздігімен ерекшеленеді, улы газдарды (PH₃, B₂H₆) пайдалануды болдырмайды және негізгі жабдықтарды жаңартпай-ақ, процесті TOPCon күн батареяларын өндірудің қолданыстағы желілеріне біріктіруге мүмкіндік береді. Не внедрено. Іске асырылмаған. Разработанные методы позволяют отказаться от токсичных и дорогостоящих процессов легирования на основе POCl3 и BBr3, а также снизить энергозатраты за счёт короткого времени RTA-обработки. Технологии золь-гель-легирования и магнетронного осаждения могут быть внедрены в лабораторно-промышленные линии Казахстана без значительных капитальных вложений. Результаты работы способствуют развитию отечественных компетенций в области фотовольтаики и интеграции Казахстана в глобальную цепочку производства солнечных технологий. Әзірленген POCl3 және BBr3 негізіндегі әдістер улы және қымбат легирлеу процестерінен бас тартуға, сондай-ақ қысқа RTA өңдеу уақыты арқылы энергия шығынын азайтуға мүмкіндік береді. Золь-гель-легирлеу және магнетронды бүрку технологиялары Қазақстанның зертханалық-өнеркәсіптік желілеріне елеулі күрделі салымдарсыз енгізіле алады. Жұмыс нәтижелері фотовольтаика саласындағы отандық құзыреттерді дамытуға және Қазақстанның күн технологиясының өндіруі жаһандық тізбегіне интеграциялануына ықпал етеді. Солнечная энергетика, электроника. Күн энергетикасы, электроника. |
||
| UDC indices | ||
| 539.23 | ||
| International classifier codes | ||
| 44.41.35; 29.19.16; 29.19.22; | ||
| Readiness of the development for implementation | ||
| Key words in Russian | ||
| МАГНЕТРОННОЕ РАСПЫЛЕНИЕ; ЛЕГИРОВАНИЕ МЕТОДОМ ЦЕНТРИФУГИРОВАНИЯ; ТОНКИЕ ПЛЕНКИ; TOPCon КРЕМНИЕВЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ; ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ КРЕМНИЙ; | ||
| Key words in Kazakh | ||
| МАГНЕТРОНДЫҚ ШАШЫРАТУ; 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 |
| Native executive in charge | Султанов Асанали Талгатбекулы | нет |