RU2244983C1 - Способ получения алмазоподобных пленок для инкапсуляции солнечных фотоэлектрических элементов - Google Patents

Способ получения алмазоподобных пленок для инкапсуляции солнечных фотоэлектрических элементов Download PDF

Info

Publication number
RU2244983C1
RU2244983C1 RU2003121094/28A RU2003121094A RU2244983C1 RU 2244983 C1 RU2244983 C1 RU 2244983C1 RU 2003121094/28 A RU2003121094/28 A RU 2003121094/28A RU 2003121094 A RU2003121094 A RU 2003121094A RU 2244983 C1 RU2244983 C1 RU 2244983C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plasma
diamond
films
sfe
ions
Prior art date
Application number
RU2003121094/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2003121094A (ru
Inventor
А.А. Гиппиус (RU)
А.А. Гиппиус
н Жозеф Ретевосович Панос (AM)
Жозеф Ретевосович Паносян
н Кен Джамес Турь (US)
Кен Джамес Турьян
Ю.А. Концевой (RU)
Ю.А. Концевой
Джон Ф Перн (US)
Джон Ф Перн
н Еремиа Вагаршакович Енгибар (AM)
Еремиа Вагаршакович Енгибарян
н Сержик Саркисович Воскан (AM)
Сержик Саркисович Восканян
н Арменак Ваганович Степан (AM)
Арменак Ваганович Степанян
Original Assignee
Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук filed Critical Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
Priority to RU2003121094/28A priority Critical patent/RU2244983C1/ru
Publication of RU2003121094A publication Critical patent/RU2003121094A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2244983C1 publication Critical patent/RU2244983C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к материаловедению, к защите материалов от внешних и агрессивных воздействий, в частности к покрытию рабочей поверхности солнечного фотоэлектрического элемента (СФЭ) для защиты от химического, радиационного и механического разрушения. Сущность изобретения состоит в том, что в процессе получения алмазоподобных пленок (АПП) для инкапсуляции СФЭ кинетическую энергию ионов, ток плазменного разряда и пространственное распределение плотности плазмы с составом ионов С+, Н+, N+ и Ar+ изменяют воздействием на поток ионов от радиального источника электрическим полем, которое формируется диафрагмирующим, нейтрализующим и ускоряющим кольцевыми электродами. Однородность пространственного распределения плазмы контролируется путем измерения плотности тока плазмы на поверхности СФЭ, температуру которой поддерживают не выше 80°С. При этом подложкодержатель совершает сложное трехосевое движение в вакуумной камере. Технический результат изобретения: получение однородных (с разбросом значений оптических параметров не более 5%) алмазоподобных пленок на поверхности солнечных фотоэлектрических элементов площадью более 110 см2 с варьируемыми в заданных пределах оптическими параметрами, а также с высокой адгезией, микротвердостью и устойчивостью к агрессивным воздействиям. 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 12 ил.

Description

Изобретение относится к материаловедению, к защите материалов от внешних и агрессивных воздействий, в частности к покрытию рабочей поверхности солнечного фотоэлектрического элемента (СФЭ) для защиты от химического, радиационного и механического разрушения.
Известен полупроводниковый СФЭ, имеющий кремниевую (Si) базу с р-n переходом и двусторонними контактами, на освещаемой поверхности которого имеется инкапсулирующий алмазоподобный слой [1]. Алмазоподобный слой получают из плазменного потока от радиального ионного источника, состоящего из цилиндрического полого катода, анода и электромагнитного соленоида. Простота конструкции и надежность такого способа получения алмазоподобной пленки позволяют реализовать его в вакуумных системах серийного производства. Недостатком этого способа является большой разброс значений плотности и кинетической энергии плазменного потока, исключающий возможность получения равномерных инкапсулирующих алмазоподобных покрытий на СФЭ площадью более 20 см2.
Известен также способ нанесения с использованием высокочастотной плазмы антиотражающей и пассивирующей алмазоподобной или алмазной композитной пленки на поверхность оптоэлектронных устройств (солнечных элементов или фотоприемников) [2].
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ нанесения на подложки покрытий, в том числе алмазоподобных пленок, в котором параметры плазмы и напряжение на подложке задаются независимо. Напряжение на подложке включает постоянную и пульсирующую с частотой 0,1 кГц:10 МГц составляющие. Подложка осуществляет планетарное движение относительно источников плазмы. При этом получают многослойные износоустойчивые покрытия с малым трением. Оптические характеристики покрытий не контролируют. Способ не позволяет получить алмазоподобные пленки на плоских подложках большой площади [3].
Задача изобретения - получение однородных (с разбросом значений оптических параметров не более 5%) алмазоподобных пленок на поверхности СФЭ большой площади (более 110 см2) с варьируемыми в заданных пределах оптическими параметрами, а также с высокими адгезией, микротвердостью и устойчивостью к агрессивным воздействиям.
Поставленная задача решается следующим образом. Предлагается в способе получения алмазоподобных пленок (АПП) для инкапсуляции солнечных фотоэлектрических элементов (СФЭ) изменять кинетическую энергию ионов, ток плазменного разряда и пространственное распределение плотности плазмы с составом ионов C+, Н+ N+ и Аr+ воздействием на поток ионов от радиального источника электрическим полем, которое формируется диафрагмирующим, нейтрализующим и ускоряющим кольцевыми электродами. Температуру СФЭ в процессе инкапсуляции поддерживают не выше 80° С.
Кроме того, предложено контролировать однородность пространственного распределения плазмы путем измерения плотности тока плазмы на поверхности СФЭ.
Для получения алмазоподобных пленок с показателем преломлеия в интервале значений 1,48-2,60 среднюю кинетическую энергию ионов предлагается поддерживать в пределах от 20 до 140 эВ, плотность тока плазмы в пределах от 0,2 до 0,8 мА· см-2, а в составе газовой смеси для получения плазмы содержание углеводорода поддерживать в пределах от 2% до 40%.
Для дальнейшего увеличения однородности алмазоподобных пленок предложено осуществлять трехосевое вращение СФЭ в вакуумной камере.
Для получения алмазоподобных пленок с дискретным изменением показателя преломления по толщине или алмазоподобных пленок с непрерывным изменением показателя преломления по толщине соответственно дискретно или непрерывно изменяют в процессе получения пленок кинетическую энергию ионов, ток плазмы и состав газовой смеси.
Этим достигается получение однородных одно - или многослойных алмазоподобных пленок с различными значениями показателя преломления в интервале 1,48-2,6 и более на поверхности СФЭ с площадью более 110 см2 и пленок с заданным изменением показателя преломления по толщине. При этом увеличиваются адгезия, микротвердость, плотность и уменьшается количество дефектов в полученных тонких алмазоподобных пленках. В области фоточувствительности Si СФЭ обеспечивается коэффициент пропускания Т>95%, коэффициент отражения R<5%. Полученные алмазоподобные пленки устойчивы к воздействиям влаги, химически агрессивных сред, ультрафиолетовой радиации, а также к воздействию электронов и протонов.
На фиг.1 схематически показан источник ионов и система электродов для управления плазмой.
На фиг.2 показано пространственное распределение плотности плазмы до введения электродно-диафрагмирующей системы (кривая 1) и после введения (кривая 2), где по оси абсцисс отложена координата, перпендикулярная оси плазмы (см), а по оси ординат - плотность тока плазмы.
На фиг.3 приведен схематический вид спереди разработанной системы вращения подложки, на фиг.4 - вид сверху, а на фиг.5 - общий вид с электродной системой.
На фиг.6 представлены рамановские спектры для трех образцов алмазоподобных пленок, где по горизонтальной оси отложены рамановские сдвиги, а по вертикальной оси отложена интенсивность в произвольных единицах.
На фиг.7 приведены спектральные зависимости коэффициента оптического отражения (R) алмазоподобной пленки на поверхности Si в различных зонах пленки (зоны показаны на верхней вставке).
На фиг.8 представлены спектральные зависимости коэффициентов пропускания для трех образцов алмазоподобных пленок на сапфировых подложках, выращенных при различных технологических режимах.
На фиг.9 показано сечение лицевой части СФЭ с нанесеной контактной сеткой М и двуслойной алмазоподобной пленкой: АПП1 и АПП2.
На фиг.10 приведена спектральная зависимость коэффициента отражения двуслойного алмазоподобного покрытия на поверхности Si СФЭ.
На фиг.11 приведены спектральные зависимости амперваттной (A/W) чувствительности СФЭ при освещении с тыльной стороны без просветляющего алмазоподобного покрытия (кривая 1) и с алмазоподобным покрытием (кривая 2).
На фиг.12 показаны спектральные зависимости амперваттной (A/W) чувствительности двух образцов СФЭ, инкапсулированных алмазоподобной пленкой, до (кривые 1 и 2) и после протонного облучения (кривые 3 и 4), а также без алмазоподобной пленки (кривая 5).
Показанный на фиг.1 радиальный ионный источник постоянного тока (анод 7, цилиндрический катод 2, электромагнитный соленоид 3) смонтирован в вакуумной камере 4. Между анодом 1 и цилиндрическим катодом 2 подается высокое напряжение от источника питания в пределах 1÷ 4 кВ. Электромагнитный соленоид 3 обеспечивает образование магнитного поля, перпендикулярного электрическому. Плазма зажигается в зазоре между анодом 1 и цилиндрическим катодом 2 и на выходе имеет форму усеченного конуса. С помощью заземленного электрода-диафрагмы 5 происходит торможение электронов и отсечение ионов, распространяющихся под углом более 40° по отношению к оси плазмы. На дополнительный электрод-нейтрализатор 6, расположенный после электрода-диафрагмы 5, подается напряжение в интервале 30÷ 50 В, что обеспечивает эмиссию электронов в плазму для нейтрализации медленных ионов и недиссоциированных радикалов (СхНу). В результате к ускоряющему электроду 7 поступает ионный поток с малым разбросом энергий. Ускоряющий электрод 7 снабжен сеткой 8 с размерами отверстий 0,3÷ 0,5 мм, позволяющей корректировать средние значения кинетических энергий ионов, достигающих поверхности СФЭ 9 на подложкодержателе 10. С помощью блока питания на ускоряющий электрод 7 и подложкодержатель 10 подается отрицательное смещение -50÷ 400 В, что позволяет управлять значением средней кинетической энергии ионов в пределах 20÷ 150 эВ. Через патрубок 11 в камере 4 создается предварительный вакуум 10-3 Па.
Исходное (т.е. без применения дополнительных электродов) пространственное распределение плотности тока приблизительно описывается Больцмановской функцией (фиг.2., кр.1). Только вблизи оси можно выделить участок площадью 10÷ 15 см2, в пределах которого разброс не превышает 10%. Применение дополнительных электродов (диафрагмирующего, нейтрализующего и вытягивающего) резко улучшает ситуацию. Распределение плотности плазмы приобретает геометрическую форму цилиндра с диаметром 12 см с разбросом значений плотности, не превышающим 10% (фиг.2, кр.2). Внутри плазмы разброс значений средней кинетической энергий ионов C+, H+, N+ и Ar+ не превышает 10%. Соотношение концентраций этих ионов меняется в зависимости от концентраций исходных паров C7H8 и газов Ar, N2 в смеси, подаваемой в ионный источник.
Для увеличения однородности алмазоподобных пленок с разбросом механических и оптических параметров пленки менее 5% в пределах площади поверхности нанесения S≥ 110 см2 и увеличения производительности процесса, в дополнение к вышеописанной системе электродов-диафрагм разработана система вращения подложкодержателей. На фиг.3 приведено схематическое изображение системы (вид спереди), на фиг.4 - вид сверху, а на фиг.5 - общий вид вместе с системой электродов. Основная вертикальная ось 12 приводится во вращение с помощью электропривода. Это обеспечивает движение взаимно перпендикулярных горизонтальных осей 13, вокруг которых в свою очередь вращаются четыре диска 14. Движение дисков приводит к дополнительному вращению вокруг своих осей прикрепленных к дискам подложкодержателей 10, которые в итоге совершают сложное движение относительно неподвижного основания 15. Скорость вращения системы поддерживают в пределах 10-30 об./мин. На фиг.5 также показана конфигурация плазмы 16, полученная в итоге воздействия системы электродов-диафрагм 5-8, показанной на фиг.1. Разработанная система вращений позволяет реализовать оптимальную траекторию движения подложки, обеспечивающую прохождение подложки через все зоны плазменного потока. Тем самым достигается дополнительная равномерность осажденного алмазоподобного покрытия. Кроме того, система позволяет варьировать время пребывания подложки в зоне плазмы и за ее пределами и обеспечивать необходимое охлаждение подложки. Температура поверхности подложки в зависимости от режима осаждения находится в пределах 30-80° С без применения других методов охлаждения.
Полученные с помощью описанной технологии пленки представляют собой высококачественный алмазоподобный материал. На фиг.6 представлены рамановские спектры алмазоподобных пленок, осажденных при трех различных технологических режимах и имеющих различную толщину: кр.1 d=240 нм, кр.2 d=540 нм и кр.3 d=840 нм. Положение максимумов показывает, что в полученных алмазоподобных пленках доминируют sp3 связи.
Достигнутая с помощью использованных в изобретении элементов однородность оптических параметров алмазоподобных пленок иллюстрируется фиг.7, где приведены спектральные зависимости коэффициента оптического отражения (R) алмазоподобных пленок на поверхности Si в различных зонах пленки (зоны показаны на вставке). Видно, что на всех участках поверхности с площадью более 110 см2 спектральная зависимость величины R практически одинакова. Значения плотности алмазоподобных пленок в разных зонах имеют разброс менее 5%, так же как и значения R.
Вариации тока и энергии пучка ионов, а также состава газовой смеси в камере позволяют управлять свойствами синтезируемых алмазоподобных пленок. В Табл.1 приведены основные параметры, характеризующие технологические режимы получения на поверхности СФЭ алмазоподобных пленок толщиной от 60 до 900 нм: Uac - напряжение между анодом 1 и цилиндрическим катодом 2 ионного источника, Iac - ток плазменного разряда между ними, Ub - смещение на вытягивающем электроде-диафрагме 7 и подложкодержателе 10, <Ek> - среднее значение кинетической энергии ионов плазмы, достигающих поверхности СФЭ 9, n - плотность плазменного тока на поверхности СФЭ 9, Ip - показатель преломления осажденной алмазоподобной пленки, HV - величина микротвердости алмазоподобной пленки. В составе газовой смеси (C7H8, N2, Ar) во всех случаях было 55% Ar, остальные 45% приходились на C7H8 и N2.
В таблице 1 указана доля С7Н8.
Таблица 1
C7H8, % Uас, кВ Iac, мА Ub, В k>, эВ Ip, мА/см2 n HV кгс/мм2
35 2,5 30 -300 90 0,20 1,48 2500
28 2,6 35 -350 100 0,25 2,00 2750
24 2,8 40 -400 140 0,30 2,10 2700
18 2,2 80 -250 60 0,60 2,40 3000
12 2,3 100 -300 65 0,65 2,45 2950
15 2,4 120 -350 80 0,80 2,35 3100
10 1,5 45 -20 20 0,35 2,55 2900
8 1,8 50 -50 25 0,40 2,60 2850
4 2,0 60 -100 50 0,45 2,57 2800
Как видно из таблицы, выбором режима осаждения пленки, характеризуемого составом газовой смеси, величиной средней кинетической энергии ионов в плазме <Ek> и плотностью тока плазмы Ip на поверхности СФЭ, получают алмазоподобные пленки с различными значениями микротвердости HV (2500÷ 3100 кгс/мм2) и коэффициента преломления (1,48÷ 2,60). Плотность пленок изменяется в пределах 1.8÷ 2.35 г/см3, они имеют минимум микродефектов и внутренних напряжений, высокую адгезию, а также весьма малые значения коэффициентов трения. Это, в сочетании с высокой твердостью, обеспечивает высокую механическую стойкость инкапсулирующей алмазоподобной пленки.
Пленки с более низким показателем преломления получают при соотношении C7H8:N2=40:5 и при энергии ионов не выше 140 эВ. При более высоком соотношении C7H8:N2 пленки имеют недопустимо высокое поглощение. При энергии, превышающей 140 эВ, ионы приводят к деградации свойств СФЭ.
При энергии ионов менее 20 эВ наблюдается столь высокое значение показателя преломления пленок, что пленки становятся непригодными для просветления СФЭ.
При уменьшении тока плазмы до величины менее 0,20 мА/см производительность процесса нанесения пленок уменьшается. При увеличении тока ионов плазмы до величины более 0,80 мА/см2 число дефектов в пленках растет.
Вариация условий осаждения позволяет изменять спектральную зависимость коэффициента пропускания алмазоподобных пленок и, следовательно, эффективность СФЭ. На фиг.8 кривые 1 и 2 показывают спектральные зависимости коэффициента пропускания Т двух образцов алмазоподобных пленок, имеющих одинаковую толщину d=185 нм, но выращенных при различных технологических режимах на сапфировых подложках; величины Т этих пленок отличаются на 17% при λ =260 нм. (Коэффициент пропускания Т был определен из выражения: T=I/I0(1-R), где I - интенсивность светового потока, прошедшего через алмазоподобную пленку, I0 - интенсивность светового потока, падающего на пленку, и R - коэффициент отражения пленки). В диапазоне волн λ =300-620 нм алмазоподобная пленка с толщиной 185 нм имеет
Figure 00000002
(фиг.8, кр.1), а ширину запрещенной зоны
Figure 00000003
, что обеспечивает весьма малые потери на поглощение для солнечного излучения с длинами волн λ >300 нм. Это также дает дополнительные возможности для улучшения просветляющих свойств алмазоподобных пленок в ультрафиолетовой области и повышения КПД СФЭ. Кр.3 (фиг.8) соответствует алмазоподобной пленке с толщиной d=240 нм, полученной при технологическом режиме, отличающемся от режима для двух других пленок.
Зависимость показателя преломления алмазоподобной пленки от условий выращивания (ток и энергия пучка ионов, состав газовой смеси) позволяет получать алмазоподобные пленки с заданным изменением показателя преломления n по толщине, т.е. либо многослойные структуры с дискретным изменением n, либо пленки с непрерывным изменением n по толщине слоя. Для примера на фиг.9 приведено сечение лицевой части СФЭ с нанесенной металлической контактной сеткой М и двуслойной алмазоподобной пленкой (АПП1: n1=2,4, d1=60 нм и АПП2: n2=1,6, d2=80 нм). На фиг.10 приведена спектральная зависимость коэффициента отражения R двуслойной алмазоподобной пленки на поверхности Si СФЭ, полученной последовательным нанесением алмазоподобных слоев сначала по средней группе технологических режимов Табл.1 (n1=2,4), а затем по верхней группе (n2=1,6). После выращивания первого слоя АПП1 процесс приостанавливают и устанавливают новый режим для нанесения второго слоя АПП2. Как видно из фиг.10, малое значение R≤ 5% алмазоподобных пленок во всей спектральной области фоточувствительности Si обеспечивает хорошее просветление рабочей поверхности Si СФЭ.
На фиг.11 видно, что при длине волны 0,7 мкм амперваттная чувствительность СФЭ при возбуждении с тыльной стороны, покрытой АПП, возрастает в 1,6 раза по сравнению с величиной для непокрытой поверхности, тогда как за счет просветления чувствительность не может возрасти больше, чем на 40%. Это означает, что при нанесении алмазоподобной пленки значительно уменьшается скорость поверхностной рекомбинации Si, что приводит к увеличению КПД более чем на 40%.
Si СФЭ с алмазоподобными пленками проверены на следующие воздействия химически агрессивных сред:
1) Пребывание в концентрированной кислоте НNO3 при темп.25° С в течение 30 мин;
2) Пребывание в 1% растворе кислоты НNO3 при температуре 25° С в течение 1 часа;
3) Пребывание в концентрированной кислоте H2SO4 при темп.25° С в течение 30 мин;
4) Пребывание в 1% растворе кислоты H2SO4 при температуре 25° С в течение 1 часа;
5) Пребывание в насыщенном растворе поваренной соли (имитация морского тумана) в течение 40 часов при температуре 25-30° С.
После проведения каждого вида испытаний значения КПД СФЭ с алмазоподобными пленками практически не отличаются от исходных (см. Табл.2). Разброс значений КПД СФЭ находится в пределах погрешности измерений. Значения КПД, спектры отражения и визуальный контроль поверхности СФЭ с алмазоподобной пленкой указывают на стабильность инкапсулированных алмазоподобных СФЭ по отношению к вышеописанным воздействиям. СФЭ, инкапсулированные алмазоподобными пленками, выгодно отличаются от СФЭ с просветляющим покрытием из ZnS, КПД которых после тех же испытаний уменьшился на 30% из-за разрушения слоя ZnS.
Таблица 2
<Ek>, эВ C7H8,% d, Нм КПД,%
      Si +АПП СФЭ После воздействия влаги, Si+АПП СФЭ После химического воздействия, Si+АПП СФЭ
55 22 80 9,87 9,85 9,78
70 16 80 9,71 9,75 9,58
65 13 75 8,90 8,93 8,78
60 12 85 9,27 9,23 9,28
75 10 85 9,11 9,18 9,14
65 14 80 8,82 8,90 8,80
Ультрафиолетовое (УФ), электронное и протонное облучение также не влияют на свойства алмазоподобной пленки и СФЭ, инкапсулированного этой пленкой.
Воздействие УФ-излучения ксеноновой лампы сверхвысокого давления со спектром излучения, близким к солнечному (но с более высокой, чем у Солнца, долей УФ) с плотностью 0,5 Вт см-2 в течение 400 час, не привело к изменению КПД СФЭ с алмазоподобным защитным покрытием, тогда как у СФЭ с просветляющим покрытием из ZnS КПД уменьшился на 15%.
Условия испытаний на стойкость к протонному облучению выбираются согласно известным моделям, например, NASA АР-8, JPL-91, позволяющим проводить расчеты для различных орбит космических аппаратов. На фиг.12 показана спектральная зависимость амперваттной чувствительности (эффективности) двух Si СФЭ, инкапсулированных алмазоподобной пленкой, до (кр.1 и 2) и после (кр.3 и 4) протонного облучения, а также СФЭ без алмазоподобного покрытия (кр.5). Из фиг.12 следует, что алмазоподобные покрытия с толщиной 1-2 мкм устойчивы и могут служить защитой против солнечных протонов с энергией 10-500 кэВ (с дозой 2· 1012÷ 5· 1011 см-2, соответствующей периоду 11 лет).
Таким образом, комбинированное применение в изобретении коррекции пространственного распределения плотности плазмы с помощью специальных электродов; сложного трехосевого вращения подложки; вариации тока и энергии пучка ионов, а также состава газовой смеси позволяет решить задачу повышения однородности, улучшения качества и управления оптическими свойствами алмазоподобных пленок большой площади.
Разброс плотности и показателя преломления пленок на площади не менее 110 см2 не превышает 5%. Полученные алмазоподобные пленки имеют низкий (2÷ 6%) коэффициент отражения, высокую (~98%) оптическую прозрачность, высокую (до 3100 кгс/мм2) микротвердость, малые внутренние напряжения и хорошую адгезию к поверхности подложки. Вариации условий выращивания позволяют получать алмазоподобные пленки с показателем преломления в пределах 1,48÷ 2,60 и реализовать алмазоподобные пленки с заданным изменением показателя преломления по толщине, т.е. либо многослойные структуры с дискретным изменением n, либо пленки с непрерывным изменением n по толщине слоя.
Параметры алмазоподобных пленок и инкапсулированных ими кремниевых СФЭ устойчивы по отношению к воздействию влаги, агрессивных химических сред, ультрафиолетовому, протонному и электронному облучению. Таким образом, алмазоподобная пленка представляет собой высококачественный надежный инкапсулянт для СФЭ, предназначенных для использования в земных условиях и космосе.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент AM №851, H 01 L3 1/02, Ж.Паносян, А.Гиппиус, К.Турьян, Ю.Концевой, А.Аркелян, Е.Енгибарян, С.Восканян. Полупроводниковый фотоэлектрический преобразователь, Опубликован в Официальном Бюллетене №2, 2000.
2. Patent CN №1188160, C 23 C 16/26, G 02 B 1/11, 1998. X.Yiben, J.Jianhua, Sh.Weimin. Making of Optical Anti-Reflection Film by Diamond-Like and Diamond Compound Film.
3. Patent US №6372303, C 23 C 016/26, 2002. Burger, Kurt, Weber, Thomas, Voigt, Johannes, Lucas, Susanne. Method and Device for Vacuum-Coating a Substrate.

Claims (5)

1. Способ получения алмазоподобных пленок для инкапсуляции солнечных фотоэлектрических элементов (СФЭ), включающий получение в вакуумной камере плазмы с составом ионов C+, Н+, N+ и Ar+, изменение кинетической энергии ионов, тока плазменного разряда и пространственного распределения плотности плазмы, отличающийся тем, что изменение кинетической энергии ионов, тока плазменного разряда и пространственного распределения плотности плазмы осуществляют воздействием на поток ионов от радиального источника электрическим полем, формируемым диафрагмирующим, нейтрализующим и ускоряющим кольцевыми электродами, а температуру СФЭ в процессе инкапсуляции поддерживают не выше 80°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контроль однородности пространственного распределения плазмы осуществляют измерением плотности тока плазмы на поверхности СФЭ.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для получения алмазоподобных пленок с показателем преломления в интервале 1,48-2,60 среднюю кинетическую энергию ионов поддерживают в пределах от 20 до 140 эВ, плотность тока плазмы в пределах от 0,2 до 0,8 мА·см-2, а в составе газовой смеси для получения плазмы содержание углеводорода поддерживают в пределах от 2 до 40%.
4. Способ по п.1, 3, отличающийся тем, что для получения многослойных алмазоподобных пленок с дискретным изменением показателя преломления по толщине или алмазоподобных пленок с непрерывным изменением показателя преломления по толщине дискретно или непрерывно изменяют в процессе получения пленок кинетическую энергию ионов, ток плазмы и состав газовой смеси.
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют трехосевое вращение СФЭ в вакуумной камере.
RU2003121094/28A 2003-07-14 2003-07-14 Способ получения алмазоподобных пленок для инкапсуляции солнечных фотоэлектрических элементов RU2244983C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003121094/28A RU2244983C1 (ru) 2003-07-14 2003-07-14 Способ получения алмазоподобных пленок для инкапсуляции солнечных фотоэлектрических элементов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003121094/28A RU2244983C1 (ru) 2003-07-14 2003-07-14 Способ получения алмазоподобных пленок для инкапсуляции солнечных фотоэлектрических элементов

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2003121094A RU2003121094A (ru) 2005-01-10
RU2244983C1 true RU2244983C1 (ru) 2005-01-20

Family

ID=34881608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003121094/28A RU2244983C1 (ru) 2003-07-14 2003-07-14 Способ получения алмазоподобных пленок для инкапсуляции солнечных фотоэлектрических элементов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2244983C1 (ru)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525634C1 (ru) * 2013-03-22 2014-08-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Активный ультрафиолетовый солнечный датчик для системы ориентации малоразмерного космического аппарата
RU2655942C2 (ru) * 2013-11-21 2018-05-30 Эйрбас Дс Гмбх Способ изготовления рассеивающего заряд поверхностного слоя
EA034296B1 (ru) * 2016-09-09 2020-01-27 Гор Варданян Фотоэлектрическое устройство преобразования солнечной энергии

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2525634C1 (ru) * 2013-03-22 2014-08-20 Открытое акционерное общество "Российская корпорация ракетно-космического приборостроения и информационных систем" (ОАО "Российские космические системы") Активный ультрафиолетовый солнечный датчик для системы ориентации малоразмерного космического аппарата
RU2655942C2 (ru) * 2013-11-21 2018-05-30 Эйрбас Дс Гмбх Способ изготовления рассеивающего заряд поверхностного слоя
US10763003B2 (en) 2013-11-21 2020-09-01 Airbus Ds Gmbh Method for manufacturing a charge dissipative surface layer
EA034296B1 (ru) * 2016-09-09 2020-01-27 Гор Варданян Фотоэлектрическое устройство преобразования солнечной энергии

Also Published As

Publication number Publication date
RU2003121094A (ru) 2005-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6139968A (en) Multilayer ion plated coatings comprising titanium oxide
CN109713058A (zh) 表面等离激元增强的氧化镓紫外探测器及其制备方法和应用
US20080305277A1 (en) Method and apparatus for making diamond-like carbon films
JPH02224279A (ja) 積層型光起電力素子
RU2244983C1 (ru) Способ получения алмазоподобных пленок для инкапсуляции солнечных фотоэлектрических элементов
US5282993A (en) Light-stable semiconductor material based on amorphous germanium and a method for its production
CN109461795B (zh) 一种提高无机钙钛矿量子点发光效率的方法
Zhang et al. Semitransparent Perovskite Solar Cells with an Evaporated Ultra‐Thin Perovskite Absorber
CN116240496A (zh) 一种基于合金纳米粒子调控局域表面等离子共振的方法
Dhar et al. Band gap tailoring of TiO2 nanowires by nitrogen doping under N2/Ar plasma environment
Guo et al. TiN and Ti O 2: Nb thin film preparation using hollow cathode sputtering with application to solar cells
CN112017945B (zh) 利用微波等离子体化学气相沉积法制备硒化铅薄膜的方法
Dhoubhadel et al. Improvement in the photocurrent collection due to enhanced absorption of light by synthesizing staggered layers of silver nanoclusters in silicon
CN111697090B (zh) 非晶Ga2O3光电探测器及其制备方法和性能提升方法
Shin et al. Investigation of structural disorder using electron temperature in VHF-PECVD on hydrogenated amorphous silicon films for thin film solar cell applications
RU2486282C1 (ru) Способ получения имплантированного ионами олова кварцевого стекла
JP2017098370A (ja) 光変換部材及びその製造方法、太陽電池モジュールと太陽電池セル
CN108642444A (zh) 一种高透明光致发光的氧化锌-聚乙烯复合涂层的制备方法
JPS6314420A (ja) 薄膜の製造方法
WO2023132259A1 (ja) 金属酸化物の表面処理方法、ペロブスカイト太陽電池の製造方法、および金属酸化物表面処理装置
Seo et al. Improvement of charge transportation in Si quantum dot-sensitized solar cells using vanadium doped TiO2
RU2805380C1 (ru) Способ изготовления антиотражающего оптического покрытия на основе пористого германия
DE19919742A1 (de) Verfahren zum Beschichten von Substraten aus dotiertem Silizium mit einer Antireflexschicht für Solarzellen mittels einer in einer Vakuumkammer betriebenen Zerstäubungskathode mit einem Magnetsystem
Rodarte et al. COFFEE BREAK
Tishin et al. Investigation of degradation characteristics of photosensitive structures with porous silicon

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120715