Физико-технические основы конструктивно-технологических решений солнечных элементов на нанокристаллических кремниевых пленках с использованием редкоземельных элементов и гетероструктурах А3В5

Комплексная оптимизация технологии изготовления радиационно-стойких солнечных элементов на гетероструктурах А3В5, на монокристаллическом кремнии и на нанокристаллических кремниевых пленках, легированных редкоземельными элементами, сформированных методом синтеза кремниевых нанокристаллических тонкопленочных слоев. Разработаны и практически реализованы технологические операции изготовления высокоэффективных радиационно-стойких кремниевых нанокристаллических тонкопленочных и гетероструктурных А3В5 солнечных элементов. Изготовлены радиационно-стойкие солнечные элементы, которые по совокупности экономических, выходных и эксплуатационных параметров не уступают существующим мировым аналогам.

Разработана модель вхождения редкоземельных примесей в нанокристаллический кремний для легирования пленок с целью повышения их фоточувствительности. Это позволяет более точно рассчитывать технологические режимы и увеличивает общую контролируемость процесса легирования. Созданы методики исследования кристаллической структуры, электрофизических и оптических свойств пленочных слоев и фотоэлектрических свойств солнечных элементов на их основе, а также процесса массопереноса на интерфейсе и эволюции концентрационных распределений основных элементов и примесей по толщине слоистых пленочных систем "металл-кремний" и "металл-гетероструктура А3В5".

Комплексность подхода к исследованиям и разработке технологии изготовления радиационно-стойких СЭ позволила укомплектовать произведенными СЭ солнечные батареи первого наноспутника НТУУ «КПИ» “PolyITAN-1”, который успешно функционирует на околоземной орбите полтора года.