РАЗРАБОТКА НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ СИЛАНА И АРГОНА ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В КАЧЕСТВЕ БУФЕРНЫХ СЛОЕВ СОЛНЕЧНЫХ МОДУЛЕЙ ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ПОВЫШЕННЫМИ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ Кукин Алексей Валерьевич Санкт-Петербург, ФТИ им. А.Ф. Иоффе

Цели и задачи Разработка метода получения наноструктурированных материалов на основе кремния, с возможностью варьирования свойств; Получение наноструктурированных материалов на основе кремния, применимых в солнечной энергетике; Исследование свойств полученных материалов; Проведение общей экономической оценки применения данных материалов в солнечной энергетике.

Применение в 2ух каскадных тонкопленочных солнечных модулях Верхний прозрачный проводящий оксид Первый каскад Второй каскад Нижний прозрачный проводящий оксид Буферный слой

Получаемые преимущества Верхний прозрачный проводящий оксид Первый каскад Второй каскад Нижний прозрачный проводящий оксид Буферный слой

Верхний прозрачный проводящий оксид Первый каскад Второй каскад Нижний прозрачный проводящий оксид Буферный слой Получаемые преимущества

Выбор метода получения Метод магнетронного распыления в среде силана и аргона с добавлением кислорода, т.к.: 1.Метод магнетронного распыления хорошо освоен и промышленно применяется; 2.Возможность масштабирования; 3.Возможность варьирования свойств материалов, путем изменения состава атмосферы.

Результаты экспериментов Рис. 1. Изображение нанокластеров кремния полученное методом ПЭМ. Рис. 2. Спектры оптического поглощения пленок выращенных с содержанием кислорода на входе в рабочий объем магнетрона: 1) 17 мол. %, 2) 22 мол. %, 3) 25 мол. %. Рис. 3. Спектры ИК- пропускания пленок при концентрацией кислорода на входе в рабочий объем магнетрона: 1) 0.15 мол. %, 2) 17 мол. %, 3) 22 мол.% Рис. 4. Спектры КРС пленок выращенных при концентрации кислорода на входе в магнетронную камеру: 1) 0.15 мол. % (остаточный кислород), 2) 17 мол. %, 3) 22 мол. %, 4) 25 мол. %

Ценовой паритет солнечной и традиционной энергетики

Общая экономическая оценка Повышение КПД с 9% до 11% Буферный слой Входное широкозонное окно Использование дешевых материалов и технологий Снижение стоимости вата солнечной энергии до 35 рублей без учета монтажа

Перспективы (кому куда как) ООО «НТЦ тонкопленочных технологий в энергетике при ФТИ им. А.Ф. Иоффе» ООО «Хевел»

Результаты Методом магнетронного распыления в атмосфере силана и аргона получены пленки наноструктурированного кремния Исследованы свойства полученных материалов Предложены варианты применения полученных материалов Проведена общая экономическая оценка вариантов внедрения разработки

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!