Соглашение от 30 июня 2014 года № 14.604.21.0085 с Минобрнауки России
Тема: Разработка методики модификации структуры и свойств пленок аморфного гидрогенезированного кремния фемтосекундным лазерным облучением для фотовольтаических применений.
Этап 4.
На четвертом этапе работ были проведены необходимые экспериментальные исследования для определения оптимальных параметров получения экспериментальных образцов гетероструктур аморфный гидрогенизированный кремний/наномодифицированный аморфный кремний. В частности, были проведены исследования влияния длины волны падающего света на распределение по толщине изменения структуры пленок аморфного гидрогенизированного кремния при фемтосекундном лазерном облучении. Было показано, что распределение нанокристаллов по толщине пленки сильно зависит от использованной при лазерном облучении длины волны (или, соответствующей ей, энергии кванта). В случае облучения пленок аморфного гидрогенизированного кремния энергией кванта, не превышающей ширину запрещенной зоны (щели подвижности), распределение нанокристаллов по толщине пленки получается практически однородным. В то же время, в случае использования лазерного излучения с энергией кванта превышающей величину запрещенной зоны аморфного гидрогенизированного кремния, нанкористаллы образуются только в приповерхностном слое со стороны падения кристаллизующего лазерного излучения.
Также было выяснено влияние используемой подложки на распределение по толщине изменения структуры пленок аморфного гидрогенизированного кремния при фемтосекундном лазерном облучении. Было показано, что при модификации структуры пленки аморфного гидрогенизированного кремния фемтосекундным лазерным облучением с энергией кванта, превышающей ширину запрещенной зоны данного материала использование подложки из кварцевого стекла, кварцевого стекла с проводящим подслоем и подложки из кристаллического кремния не приводит к существенному изменению распределения по толщине пленки ее структуры. В то же время влияние подложки сказывается при модификации структуры пленки излучением с энергией кванта, меньше ширины запрещенной зоны аморфного гидрогенизированного кремния.
С учетом полученных экспериментальных результатов был разработан лабораторный технологический регламент получения гетероструктур аморфный гидрогенизированный кремний/наномодифицированный аморфный кремний с помощью фемтосекундного лазерного облучения пленок аморфного гидрогенизированного кремния. В технологическом регламенте приведено несколько режимов получения гетероструктур аморфный гидрогенизированный кремний/наномодифицированный аморфный кремний, использующих пленки аморфного гидрогенизированного кремния с различным уровнем и типом легирования. В соответствии с лабораторным технологическим регламентом были изготовлены экспериментальные образцы гетероструктур аморфный гидрогенизированный кремний/наномодифицированный аморфный кремний.
Также на данном этапе были изготовлены гетероструктуры аморфный гидрогенизированный кремний/наномодифицированный аморфный кремний методом плазмохимического осаждения из газовой фазы. Данные гетароструктуры были изготовлены для сравнения их параметров с параметрами гетероструктур аморфный гидрогенизированный кремний/наномодифицированный аморфный кремний, полученных фемтосекундной лазерной кристаллизацией верхнего слоя аморфного гидрогенизированного кремния. Для этого были отработаны технологические условия формирования методом плазмохимического осаждения из газовой фазы гетероструктур аморфный гидрогенизированный кремний/наномодифицированный аморфный кремний. Было показано, что такие гетероструктуры могут быть выращены в едином технологическом цикле. Приведены требования по содержанию водорода и диборана при росте каждого слоя гетероструктуры аморфный гидрогенизированный кремний/наномодифицированный аморфный кремни.
Работы по четвертому этапу выполнены в полном объеме.
Научно-технический уровень выполненных на четвертом этапе работ сравним с лучшими мировыми достижениями в области создания и исследований аморфных материалов для тонкопленочной солнечной энергетики.