Електричні властивості плівкових матеріалів на основінітриду для фотоелектричних перетворювачів
Вантажиться...
Дата
2021
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Метою даної роботи є аналіз вибору нітридів як перспективних елементів для фотоперетворювачів, визначення основних електричних характеристик синтезованих напівпровідникових плівок Zn-IV-N та Mg-IV-N з різною концентрацією елементів та вивчення економічної вигоди використання запропонованих матеріалів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Магістерська дисертація виконана відповідно до запланованих тем науково-дослідної роботи кафедри мікро- та наноелектроніки «Київського політехнічного інституту імені Ігоря Сікорського» у співпраці з Університетом Лотарингії, Нансі, Франція.
Предмет дослідження – тонкоплівкові матеріали на основі нітридів для фотоелектричних перетворювачів.
Актуальність теми дослідження. Дестабілізація світового клімату, зумовлена парниковими газами, може прискорити глобальне потепління та екстремальні погодні явища, посилити дефіцит води та продовольств, пошкодити прибережне майно, сприяти поширенню інфекційних хвороб та спричинити масову міграцію. У той час як корисні копалини вичерпуються, а природне середовище погіршується, потреби в енергії зростають до тетраватного масштабу [1]. Це спонукає до інтенсивних досліджень фотоелектричних перетворювачів з хорошим коефіцієнтом корисної дії, нетоксичністю та поширеністю елементів, які легко переробляються та можуть бути синтезованими за допомогою масштабованого процесу. Тому відстеження нових фотоелектричних перетворювачів є одним із найважливіших завдань в сучасній електроніці.
Так, кремній все ще залишається важливим напівпровідниковим матеріалом для багатьох застосувань електроніки, але його невисокий коефіцієнт поглинання та непряма заборонена зона знижують його конкурентоспроможність. Ці недоліки спонукали до розробки напівпровідників на основі галію та індію. Однак цих двохметалів не надто багато, і їх майбутнє постачання непевне [2]. Тому необхідно розглядати альтернативні напівпровідники на основі інших металів.
В даний час за цією тематикою ведуться роботи в ряді багатьох провідних університетів та компаній. Розробляється багато нових класів поглинальних матеріалів, кожен із яких має потенційні переваги для сонячної енергетики. За прогнозами, багато нетоксичних та поширених матеріалів мають хороші фотоелектричні властивості, але все ще залишаються недостатньо дослідженими [3]. Деякими з таких матеріалів є нітриди, а саме сплави ZnSnN2 та MgSnN2. Запас цих напівпровідників досить великий, а пряма заборонена зона розміром 1,0-2,1 еВ, що включає весь видимий спектр, вказує на хороші фотоелектричні властивості [4].
Поки в літературі мало повідомлень про успішне нарощення нітридних плівкових напівпровідників з хорошими електричними характеристиками, особливо це стосується магнію. З'єднання Zn-IV-N2 (де IV - Ge, Sn) мають електронні та оптичні властивості, подібні до InGaN, як, наприклад, прямі заборонені зони та високі коефіцієнти оптичного поглинання [4]. Проте, на відміну від індію, цинк та магній є дешевшими та переробляються у великій кількості, що забезпечує економічні та екологічні переваги. Тому важливим завданням є дослідити їх електричні властивості при різній концентрації елементів та різних залежностях.
Опис
Ключові слова
фотоперетворювач, сонячна панель, тонкоплівкова панель, провідність, питомий опір, електронна мікроскопія, photo converter, solar cell, thin-film panel, conductivity, resistivity, electron microscopy
Бібліографічний опис
Заяц, Н. В. Електричні властивості плівкових матеріалів на основінітриду для фотоелектричних перетворювачів : магістерська дис. : 153 Мікро- та наносистемна техніка / Заяц Неля Володимирівна. – Київ, 2021. – 112 с.