6.7 Направления дальнейших исследований

Значительные успехи в области создания солнечных элементов на основе аморфного кремния дают основания для оптимистичной оценки перспектив их использования. Однако для достижения высоких технико-экономических показателей производства аморфных солнечных элементов необходимы широкие экспериментальные и теоретические исследования и разработки в смежных отраслях. Проведенный в предыдущих разделах анализ характеристик элементов позволяет выявить проблемы, которые требуют дальнейших исследований.

Предполагается усовершенствовать метод осаждения аморфных материалов в тлеющем разряде с учетом особенностей процессов, происходящих в плазме, и поверхностных химических реакций. Необходимо идентифицировать наиболее важные параметры газовой фазы и процесса конденсации и разработать способы управления ими для получения пленок высокого качества. Более глубоко следует изучить влияние на свойства аморфных материалов нежелательных примесей и веществ, применяемых для компенсации ненасыщенных связей и легирования. Создание высококачественных легированных пленок сплава с фтором требует изменения состава атмосферы разряда и условий осаждения, а также использования других легирующих примесей.

Существующие элементы с гетеропереходами обладают относительно низким напряжением холостого хода [30, 129]. Эффективность элементов с гетеропереходами на основе можно повысить, применяя новые широкозонные высокопроводящие материалы такие, как поликристаллические пленки или

Для улучшения характеристик каскадных систем, состоящих из последовательно расположенных солнечных элементов, и интегральных каскадных преобразователей необходимы оптимизация их параметров и, следовательно, разработка и использование сплавов с различной шириной запрещенной зоны.

Поскольку в настоящее время имеется мало данных о стабильности солнечных элементов на основе предполагается провести многочисленные испытания небольших модулей аморфных элементов в реальных условиях эксплуатации.

Результаты ускоренных испытаний позволят прогнозировать характеристики элементов на период лет. При необходимости повышения термостойкости элементов на основе потребуется модификация свойств аморфного материала. Важное значение имеют результаты Танаки и др. [130], установивших, что выделение водорода из пленок можно предотвратить путем введения в них атомов аргона.

Полагают, что дальнейшие исследования позволят решить ряд вопросов, связанных с: определением зависимости плотности тока элементов от оптической ширины запрещенной зоны аморфных полупроводников; увеличением коэффициента заполнения вольт-амперных характеристик; оптимизацией параметров легированных слоев; определением уровней концентраций нежелательных примесей, при которых их отрицательное влияние сказывается на характеристиках элементов; улучшением качества омических контактов и идентификацией дефектов на поверхности и в объеме пленок аморфного кремния. Необходимо изучить влияние особенностей структуры материала на процесс переноса носителей заряда, установить зависимость качества пленок от типа реакций, протекающих на поверхности раздела плазмы с подложкой, а также исследовать возможность замены водорода (применяемого в качестве компенсирующей примеси) другими элементарными веществами или соединениями. Глубокое понимание процессов, происходящих в солнечных элементах на основе аморфного кремния, и их взаимосвязи со свойствами материала необходимо для создания высокоэффективных элементов большой площади.