Фізико-технічні основи конструктивно-технологічних рішень сонячних елементів на нанокристалічних кремнієвих плівках з використанням рідкісноземельних елементів та гетероструктурах А3В5

Комплексна оптимізація технології виготовлення радіаційно-стійких сонячних елементів на гетероструктурах А3В5, на монокристалічному кремнії та на нанокристалічних кремнієвих плівках, легованих рідкісноземельними елементами, сформованих методом синтезу кремнієвих нанокристалічних тонкоплівкових шарів. Розроблені і практично реалізовані технологічні операції виготовлення високоефективних радіаційно-стійких кремнієвих нанокристалічних тонкоплівкових та гетероструктурних А3В5 сонячних елементів. Виготовлено радіаційностійкі сонячні елементи, які за сукупністю економічних, вихідних та експлуатаційних параметрів не поступаються існуючим світовим аналогам.

Розроблено модель входження рідкісноземельних домішок у нанокристалічний кремній для легування плівок з метою підвищення їх фоточутливості. Це дозволяє більш точно розраховувати технологічні режими та збільшує загальну контрольованість процесу легування. Створені методики досліджень кристалічної структури, електрофізичних та оптичних властивостей плівкових шарів та фотоелектричних властивостей сонячних елементів на їх основі, а також процесу масопереносу на інтерфейсі та еволюції концентраційних розподілів основних елементів і домішок по товщині шаруватих плівкових систем “метал-кремній” та “метал - гетероструктура А3В5“.

Комплексність підходу до досліджень та розробки технології виготовлення радіаційно-стійких СЕ, дозволила укомплектувати виготовленими СЕ сонячні батареї першого наносупутник НТУУ «КПІ» “PolyITAN-1”, який успішно функціонує на навколоземній орбіті півтора року.