Аннотация
УДК 621.315.592
https://doi.org/10.52577/eom.2023.59.3.61
Показано, что в приповерхностной области солнечных элементов (СЭ) концентрация атомов никеля выше, чем в объеме, на 2–3 порядка, поэтому скорость геттерирования в данной области больше. Экспериментально определены оптимальные режимы геттерирования кластерами никеля (то есть диффузии никеля – Т = 800–850 °С, дополнительного термического отжига – Т = 750–800 °С) и структура кремниевого СЭ, позволяющая повысить его эффективность на 25–30% относительно контрольной. Выявлены физические механизмы влияния процессов диффузии примесных атомов никеля и дополнительного термического отжига на состояние атомов никеля в приповерхностной области и базе СЭ и соответственно на параметры СЭ. Созданы физические модели структуры кластера атомов никеля в кремнии и процесса геттерирования быстродиффундирующих примесей кластерами атомов никеля. Оценена энергия связи ~ 1,39 эВ атомов быстродиффундирующих примесей с кластером никеля. Расчет показывает, что легирование никелем может увеличить время жизни неосновных носителей заряда в 2–4 раза, а коэффициент собирания – в 1,4–2 раза. Экспериментально продемонстрировано увеличение времени жизни неосновных носителей заряда до 2 раз и рост эффективности СЭ на 25–30%.
Ключевые слова: кремниевый солнечный элемент, диффузия, кластеры никеля, рекомбинационные центры, геттерирование, энергия связи.