Анотація до роботи:

Юрченко Г.В. Широкозонні напівпровідникові шари ZnO:Al, ITO та CdS в плівкових фотоелектрично активних гетеросистемах.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеню кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07. – Фізика твердого тіла. - Сумський державний університет, м. Суми, 2003 р.

Запропоновано новий фізичний підхід оптимізації технології одержання напівпровідникових широкозонних шарів для плівкових фотоелектрично активних гетеросистем. Показано, що процес осадження шарів ZnO:Al з високими оптоелектричними параметрами для “substrate” гетеросистем на основі CuInSe₂ не повинен викликати міжфазну та дифузійну взаємодію в сформованих раніше сполучених шарах. Було показано, що умови формування шарів ZnO:Al у “substrate” гетеросистемах на основі CuGaSe₂ та ITO для “superstrate” гетеросистем на основі CdTe відповідно повинні забезпечити стабільність їх високих оптоелектричних параметрів у процесі подальшого формування багатошарової системи.

1. Експериментально апробований новий фізичний підхід до оптимізації технології одержання широкозонних напівпровідникових шарів плівкових фотоелектрично активних гетеросистем, який базується на вивченні фізичних механізмів впливу технологічних рішень широкозонних шарів на ефективність фотоелектричних процесів у таких гетеросистемах.

2. Вперше визначений фізичний механізм впливу температури осадження при нереактивному високочастотному магнетронному розпиленні плівок ZnO:Al з оптимальними оптичними й електричними характеристиками на ефективність фотоелектричних процесів у плівкових “substrate” гетеросистемах на основі CuInSe₂. Експериментально доведено, що осадження таких шарів без нагрівання сформованої раніше гетеросистеми приводить до істотного зростання величини напруги холостого ходу за рахунок оптимізації процесу поділу нерівноважних носіїв заряду: зниження густини діодного струму насичення, збільшення коефіцієнта ідеальності і зростання електроопору, що шунтує.

3. Вперше ідентифікований структурний механізм деградації електричних властивостей плівок ZnО:Al у процесі високотемпературного осадження базового шару при формуванні плівкових фотоелектрично активних “superstrate” гетеросистем на основі CuGaSe₂. Зафіксована рекристалізація плівок ZnO:Al, що приводить до додаткового розчинення в об’ємі зерна частини домішки, що спочатку розміщена на зерномежовій поверхні. Це викликає зростання мікродеформації і збільшення концентрації основних носіїв заряду, що зумовлює різке зниження їх рухливості, яке приводить до збільшення поверхневого електроопору плівок.

4. Виявлено фізичну причину деградації електричних властивостей шарів ITO в процесі формування плівкових фотоелектрично активних “superstrate” гетеросистем на основі CdTe. При високотемпературному відпалі на повітрі гетеросистеми в результаті окислювання частина легуючої домішки переходить у електрично неактивний стан, що зумовлює зниження концентрації основних носіїв заряду.

5. Уточнено фізичну роль широкозонного напівпровідникового шару сульфіду кадмію в конструкції плівкових фотоелектрично активних “superstrate” гетеросистем на основі CdTe. Експериментально доведено, що наявність CdS у гетеросистемах ITO/CdS/CdTe не є необхідною умовою існування сепарувального бар'єра, однак воно зумовлює високу ефективність процесу поділу нерівноважних носіїв заряду та розширення спектрального інтервалу фоточутливості за рахунок формування на міжфазній межі варизонних прошарків твердих розчинів CdS_xTe_1-x.

Публікації автора:

1. Boyko B.T., Khrypunov G.S., Yurchenko G.V. Development of ITO film deposition technology for back wall solar cells // Functional Materials . – 1999. – Vol. 6, N5. - P. 943-945.

2. Boyko B.T., Khrypunov G.S., Kopach V.R, Yurchenko G.V. Study of photoelectric processes in film heterosystems based on polycrystalline Cu-In-Se layer // Functional Materials . – 2000. – Vol. 7, N.2. - P. 271-274.

3. Бойко Б.Т., Хрипунов Г.С., Юрченко Г.В. Вплив сполучених шарів на фотоелектричні властивості плівкових полікристалічних гетеросистем на основі телуріду кадмія // Український фізичний журнал. – 2000. - Т. 45, N 11. - C. 1352-1355.

4. Boyko B.T., Khrypunov G.S., Kopach V.R., Yurchenko G.V. ZnO:Al film wide band window development for high efficiency solar cells based on CuInSe₂ // Functional Materials . – 2000. – Vol. 7, N 4(2). - P. 812-814.

5. Бойко Б.Т., Харченко Н.М., Хрипунов Г.С., Юрченко Г.В. Разработка пленочного широкозонного “окна” ZnO:Al для солнечных элементов на основе CuGaSe₂ // Вестник ХГПУ. - 2000.- Выпуск 103. - С. 11-15.

6. Бойко Б.Т., Хрипунов Г.С., Юрченко Г.В. Электрические свойства пленок ZnO:Al, полученных методом магнетронного распыления без нагрева подложки // Вакуумные технологии и оборудование: Труды международного симпозиума. - Харьков (Украина). – 1999. – С. 250-254.

7. Бойко Б.Т, Хрипунов Г.С., Юрченко Г.В. Влияние температуры подложки на электрические и оптические свойства пленок ITO, полученных методом магнетронного распыления // Вакуумные технологии и оборудование: Труды международного симпозиума Харьков (Украина). – 1999. – С. 247-249.

8. Kopach G.I., Khripunov G.S, Yurchenko G.V., Shkaleto V.I. Peculilarities of photoelectric processes in film polycrystalline heterosystems on CdTe base // Third International school-conference “Physical problems in material science of semiconductors”. - Chernivtsi (Ukraine).- 1999. - P. 273.

9. Бойко Б.Т, Хрипунов Г.С., Юрченко Г.В. Солнечные элементы на основе гетеросиcтем nITO-pSi // II Международная научно-техническая конференция “Информационные технологии наука, техника, технология, образование, здоровье”. - Харьков (Украина). - 1994. – C. 145.