Костильов В. П. Процеси фотоелектричного перетворення енергії в кремнієвих багатошарових структурах з дифузійно-польовими бар'єрами.

Дисертацію присвячено вирішенню складної комплексної наукової проблеми - розробленню наукових засад створення високоефективних сонячних елементів (СЕ) і сонячних батарей (СБ) на основі багатошарових структур з комбінованими дифузійно-польовими бар'єрами. В роботі узагальнені результати комплексних експериментальних і теоретичних досліджень процесів фотоелектричного перетворення енергії в кремнієвих багатошарових структурах з комбінованими дифузійно-польовими бар'єрами. Розглянуті особливості протікання процесів генерації, рекомбінації і збирання нерівноважних носіїв заряду в кремнієвих структурах з приповерхневими дифузійно-польовими бар'єрами на основі моно- і полікристалічного кремнію. Проаналізовані рекомбінаційні процеси в кремнієвих структурах з просторово-неоднорідним розподілом рекомбінаційних центрів. Запропонована фізична модель СЕ і виконане комп'ютерне моделювання процесів фотоелектричного перетворення енергії. Розглянуті екситонні ефекти в кристалічному кремнії і показано, що внаслідок екситонної безвипромінювальної рекомбінації за механізмом Оже через глибокі рівні ефективність фотоперетворення зменшується на 5-10%. Запропонований новий підхід до аналізу механізмів впливу поверхневої рекомбінації на процес збирання нерівноважних носіїв заряду в кремнієвих фоточутливих структурах з дифузійно-польовими бар'єрами. Експериментально показано, що при формуванні активних n+ - областей в кремнії р-типу шляхом термодифузії фосфору має місце ефект "самогетерування", коли об'єм кремнієвої підкладинки очищається від генераційно-рекомбінаційних комплексів, одночасно з погіршенням рекомбінаційних параметрів n+-області внаслідок її забруднення гетерованими з об'єму швидкодифундуючими домішками і дефектами. Показано, що сформовані в однакових умовах шари термічно вирощеного двоокису кремнію на плоских і текстурованих ділянках поверхні кремнію суттєво відрізняються домішковим складом і мікроструктурою перехідного шару. Запропоновані фізичні принципи створення СЕ дифузійно-польового типу. Розроблені базові конструкції СЕ на основі кремнієвих пластин n- i p-типу провідності з коефіцієнтом корисної дії до 20% (АМ1,5). Ключові слова: фотоелектричне перетворення енергії, кремній, багатошарові структури, дифузійно-польові бар'єри, текстурування, рекомбінація.