Свеженцова К. В. Особливості формування та властивості нанокристалічного кремнію, сформованого методом хімічного травлення

Дисертація присвячена розробці метода формування тонких однорідних плівок nc-Si великої площі та комплексному дослідженню їх властивостей з метою використання цих плівок в сонячних елементах та газових сенсорах. Обґрунтовані ефективність та напрямки практичного використання цього методу. Проаналізовано механізм формування nc-Si при хімічному травленні. Встановлено, що процес формування nc-Si складається з двох етапів і проявляється не тільки в зміні структури поверхні вихідних підкладок, але і в зміні елементного складу плівок nc-Si. Показано, що смуга люмінесценції зразків nc-Si, одержаних хімічним травленням, є суперпозицією двох смуг, одна з яких обумовлена рекомбінацією екситонів у кремнієвих нанокластерах, а інша рекомбінацією носіїв через поверхневі дефекти. Виявлено 2 процеси деградації характеристик nc-Si під дією ультрафіолетового опромінення: необоротній процес, який призводить до зміни коефіцієнту відбивання і пов'язаний з фотостимульованим окисленням поруватого шару, і оборотній, що призводить до зменшення інтенсивності фотолюмінесценції. Запропоновано модель, що пояснює деградацію фотолюмінесценції nc-Si тунелюванням носіїв, генерованих в кремнієвих кластерах, на пастки в їх окисній оболонці. Експериментально підтверджено ефективність використання nc-Si для покращення характеристик моно- та мультикристалічних кремнієвих сонячних елементів та газових сенсорів.