2.2.2 Эпитаксиальное осаждение

В силу ряда характерных особенностей процесса осаждения (таких, как очень сильное пересыщение паров, специфика кинетики конденсации, резкое изменение скорости испаряемых атомов при переходе в адсорбированное состояние) тонкие пленки по своей основе являются термодинамически неравновесными структурами. Вследствие этого они неизбежно имеют мелкозернистую структуру и содержат большое количество «замороженных» структурных дефектов. Для изготовления солнечных

элементов требуются монокристаллические пленки и в крайнем случае пленки, содержащие крупные ориентированные зерна или мозаичные монокристаллы. Что касается мелкозернистых пленок, то необходимо разработать способы пассивации границ зерен для устранения их воздействия на процессы рекомбинации носителей заряда.

При разумном выборе параметров процесса осаждения с учетом свойств конкретных материалов тонкой пленки и подложки легко получить пленки с крупными мкм) ориентированными зернами. При использовании соответствующей монокристаллической подложки происходит эпитаксиальный рост мозаичных кристаллов размером в пределах нескольких десятков микрометров с малоугловыми границами между блоками мозаики. Вакуумное осаждение в наибольшей степени подходит для получения эпитаксиальных пленок, однако из-за необходимости разработки дешевых высокоэффективных солнечных Элементов большой площади объем исследований эпитаксиальных пленок для солнечных элементов в настоящее время ограничен изучением фундаментальных вопросов и получением пленок для солнечных элементов специального назначения, например для работы при концентрированном излучении и в каскадных системах. Некоторые из применяемых методов вакуумного осаждения рассмотрены в следующих разделах.