5.4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Характеристики солнечных элементов на основе гетероструктур гомопереходов -типа в и структур с барьером Шоттки теоретически можно описать довольно точно, в частности, с достаточной точностью предсказать значение основываясь на известных параметрах материалов.

Коэффициенты полезного действия солнечных элементов на основе структур также близки к теоретическим оценкам, однако в них по ряду причин наблюдается туннельный, а не рекомбинационно-генерационный механизм проводимости.

В дополнение к благоприятному соответствию параметров решеток в гетеропереходе необходимы, как показывают эксперименты, термический отжиг (при Т > 5 00° С) или травление непосредственно в ходе нанесения слоев для достижения максимальных и воспроизводимых значений КПД. Это связано с рядом причин. Во-первых, в результате отжига или травления устраняются или перестают быть электрически активными дефекты на межфазной границе. Во-вторых, на границе раздела формируется промежуточное соединение, нейтрализующее рекомбинацию

на межфазной границе. В-третьих, образуется гетероструктура, эффективно сдвигающая границу -перехода от металлургической границы.

В истории совершенствования гетеропереходных солнечных элементов сыграли основополагающую роль два общих принципа — использование гетерофазной структуры для устранения потерь, связанных с поверхностной рекомбинацией, и требование максимально возможного соответствия параметров кристаллических решеток используемых материалов. В этой связи следует упомянуть случаи, иллюстрирующие нарушение обоих зтих принципов: гомопереходный солнечный элемент с КПД 20% [Fan, Bozler, 1978] (5.2.3) и гетеропереходный ITO-InP солнечный элемент с КПД 14,4% [Sree Harsha е. а., 1977].

Первый пример показывает, что потери на поверхностную рекомбинацию можно снизить, выбирая соответствующую технологию изготовления, в данном случае путем формирования очень тонкого -слоя (или благодаря полезному влиянию пассивации поверхности на снижение скорости поверхностной рекомбинации при анодировании). Таким образом, другие прямозонные полупроводники могут образовывать высокоэффективные гомопереходные солнечные элементы при подходящем выборе технологии.

В другом случае (солнечного элемента со структурой ) нарушение указанных принципов, т. е. высокие выходные характеристики, связано с формированием скрытого гомоперехода, однако наше понимание тонкостей механизмов формирования гетерофазных структур еще не достаточно для предсказания возможности образования скрытых гомопереходов и их влияния на прохождение тока. Возникает, например, естественный вопрос, почему на основе аналогичной структуры ITO — не получены хорошие солнечные элементы. Следовательно, к двум указанным принципам следует добавить другие, в частности учитывающие химию процессов, протекающих на микроскопическом уровне.