name: Физико-технологические основы процессов микроструктурирования для создания вертикально-ориентированных фотопреобразовательных структур на основе кремния
keyword_list: Солнечные элементы, Плазмохимическое травление, Кремний, Вертикально упорядоченные структуры, Плазмохимическое травление, Наносферная литография
abstract: Увеличение КПД традиционных кремниевых солнечных элементов требует новых подходов к конструкции и технологии формирования фотоэлектрических преобразователей, таких, как вертикально-ориентированные многопереходныее кремниевые наногетероструктуры. В рамках данный работы рассмотрены различные фундаментальные аспекты развития фотоэлектрических преобразователей на основе вертикально-ориентированных кремниевых наноструктур: разработка технологий, исследование свойств материалов и границ раздела, изготовление устройств и их характеризация, разработка физических моделей.Разработана технология формирования кремниевых вертикально-ориентированных структур с высоким аспектным соотношением (15/1 для пары высота-диаметр), включающая литографию с помощью латексных сфер, использование промежуточного слоя оксида кремния и криогенное сухое травление.Разработана технология литографии с помощью латексных сфер диаметром от 1 до 2 мкм, наносимых на поверхность кремния и оксида кремния, обеспечивающей полное покрытие 100 мм кремниевых подложек без шага предварительной гидрофилизации поверхности кремния.Сформированы двухпереходные солнечные элементы на основе вертикально-ориентированных кремниевых структур и аморфного гидрогенизированного кремния и продемонстрирована возможность существенного увеличения тока короткого замыкания верхнего перехода без изменения его толщины. Показано усиленное негативное влияние поверхностных состояний на боковых гранях кремниевых волокон, приводящее к резкому снижению квантовой эффективности, в случае, когда ширина области пространственного заряда соизмерима с радиусом волокон. С помощью проведённого сравнительного анализа влияния различных режимов сухого плазмохимического травления впервые было показано, что режим криогенного травления с использованием газовой смеси SF6 и O2 позволяет максимально сохранить эффективное время жизни неосновных носителей заряда в кремниевой подложке на уровне 0.5 мс, что позволяет достичь КПД солнечных элементов на основе кремния более 20 %.
chairman_dissertation_council.surname: Лучинин В.В.
chairman_dissertation_council.position: Профессор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
organization_supervisor.surname: Шелудько В. Н.
organization_supervisor.position: Ректор
organization_supervisor.degree: Доктор технических наук
rubrics.code: 29.19.22
rubrics.name: Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
rubrics.code: 29.19.16
rubrics.name: Физика тонких пленок. Поверхности и границы раздела
rubrics.code: 29.19.31
rubrics.name: Полупроводники
oecds.code: 01.03.UB
oecds.name: PHYSICS, APPLIED
speciality_codes.name: Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники
speciality_codes.code: 05.27.06
supervisors.fio: Гудовских А.С.
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Шерченков А.А.
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Гончар К.А.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Оптика
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: СПбГЭТУ "ЛЭТИ"
protection_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)"
protection_organization.ogrn: 1027806875381
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные автономные учреждения
author_organization.short_name: СПБАУ РАН ИМ. Ж.И. АЛФЕРОВА, АКАДЕМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Ж.И. АЛФЕРОВА, АЛФЕРОВСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ АКАДЕМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Ж.И. АЛФЕРОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК"
author_organization.ogrn: 1027802511879
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения