5.5. Направления дальнейших исследований

Разработки в области создания эпитаксиальных кремниевых тонкопленочных солнечных элементов достигли достаточно высокого уровня. Из элементов большой площади необходимо изготовить панели и модули, а затем с целью изучения их устойчивости к воздействию окружающей среды провести испытания в естественных условиях и ускоренные ресурсные испытания. Как показывает опыт эксплуатации массивных кремниевых солнечных элементов, является стабильным материалом, однако следует помнить о том, что в тонких пленках с высоким отношением площади поверхности к объему, большой плотностью дефектов и специфической микроструктурой возможно ускоренное протекание химических реакций и диффузии. Поэтому было бы разумно изучить явления, обусловливающие деградацию тонкопленочных кремниевых элементов. Затем в условиях опытного производства необходимо освоить изготовление высокоэффективных элементов большой площади и показать, что выпуск этой продукции экономически оправдан.

Дальнейшее повышение эффективности солнечных элементов требует планомерного широкого изучения материаловедческих проблем, связанных с получением тонкопленочных структур. В первую очередь необходимы: 1) детальное исследование процесса осаждения и влияния его параметров на микроструктуру выращиваемых пленок; 2) разработка (на основе ранее полученных результатов) метода осаждения крупнозернистых высококачественных пленок большой площади с низкими концентрациями глубоких примесных уровней и дефектов микроструктуры, таких, как дислокации и вакансии; 3) исследование

свойств границ зерен; 4) осуществление пассивации границ зерен посредством гидрогенизации или легирования (возможно одновременное применение обоих процессов); 5) разработка соответствующей конструкции элементов с учетом результатов анализа потерь излучения и носителей заряда. При решении последнего из перечисленных вопросов потребуется проведение оптимизации толщины базового и верхнего слоев, структуры контактной сетки, параметров просветляющего покрытия и отражающего тыльного контакта, а также профиля распределения примеси в поверхностном слое. Кроме того, необходимо исследовать возможность повышения эффективности собирания носителей заряда за счет уменьшения толщины фотоактивного слоя и создания высокоотражающего тыльного контакта. В элементе такой конструкции, предложенной Редфилдом [39], двукратное прохождение света через слой кремния обеспечит достаточно полное его поглощение.