Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема формирования p-n перехода и нановискеров.
(а)Сканирующая электронная микроскопия скола полученных кремниевых нановискеров: (b) Общий вид материала. Отчетливо видны направления роста нановискеров, связанные с ориентацией исходного микрокристалла кремния.(c),(d) Просвечивающая электронная микроскопия единичного нановискера.
Спектр отражения полученного материала в сравнении с полированным кристаллическим кремнием.
Спектр оптического пропускания (T), отражения (R)и поглощения (A ) 1 - T - R) стекла покрытого массивом 2.7 мкм кремниевых нановискеров.
Схема измерения вольт-амперных характеристик (ВАХ) полученного материала.
ВАХ SiNWs в темноте и при освещении источником света AM1.5

Солнечные вискеры

Ключевые слова:  вискеры, кремний, солнечный элемент

Опубликовал(а):  Тарасов Алексей Борисович

16 марта 2009

Солнечные батареи третьего поколения, состоящие из кремниевых нановискеров (silicon nanowires SiNWs), последние несколько лет привлекают огромное внимание исследователей. По оценкам, сделанным специалистами компании General Electric и California Institute of Technology, эффективность таких устройств может достигать 20%.

Подобные структуры обычно получают методами физического или химического осаждения (MBE, EBE или CVD), существенным недостатком которых является сложность достижения высокой кристалличности SiNWs с заданной концентрацией примеси и четкой границей p-n перехода. В то же время получение объемных кремниевых структур с теми же характеристиками является давно решенной технологической задачей.

Ученые из Германии получили массивы высокоориентированных полупроводниковых нановискеров с помощью электрохимического травления тонких кремниевых пленок. При этом полученные структуры характеризуются малой дефектностью, сохраняют необходимые полупроводниковые характеристики и обладают низким коэффициентом отражения.

На боросиликатное стекло электронно-лучевым испарением (EBE) последовательно осаждали слои легированного определенным образом аморфного кремния: 200-400 нм слой, легированный бором (конц.примеси 5*1019 см-3), который затем кристаллизовался лазерным лучом мощностью 10 кВ/см2 со скоростью 3.3 см/с, и 2 слоя, легированных фосфором (2 мкм слой с конц. примеси 6*1016 см-3 и 300 нм слой с конц. примеси 5*1019см-3), кристаллизованные импульсным лазером с длинной волны 248 нм и плотностью энергии 600 мДж/см2. Для электрохимического травления использовали смесь 0,02 М AgNO3 и 5 М HF в объемном отношении 1:1. Процедура травления 3 мкм пленки занимала порядка 30 минут.

Полученные SiNWs, по данным просвечивающей электронной микроскопии, представляли собой стержни длиной 2.3-2.5 мкм и диаметром от 20 до 100 нм. Средний коэффициент отражения для SiNWs в диапазоне длин волн от 300 до 1000 нм составил всего 5%, что значительно ниже 30% для объемного полированного кремния. Вольт-амперные характеристики полученного материала представлены на рис.5. Максимальная фотоэлектрическая эффективность полученного материала составляет приблизительно 4.4%.




Комментарии
вискеры - это усы
А усы - это вискеры по английски...
и "нанотубе" нужно всегда оставлять при переводах
Меня удивил способ получения ВАХ... неужели нельзя было сделать полноценный контакт, а не прижимать иглу... например, "накрыть" сверху проводящим мягким полимером...
Может, "нановолокна" будет правильнее? Все-таки "вискеры" идет от английского whiskers, это вполне определенный вид нитевидных кристаллов, а здесь другой термин авторы использовали.
Коваленко Артём, 20 марта 2009 11:28 
Если накрыть сверху полимером, бедные, хрупкие нановолокна повалятся лесом, площадь контакта не померишь и потом не докажешь, что ты намерил проводимость именно того, чего хотел. А кстати, свойства контата полимер-вискеры будут сильно определяться "смачиваемостью" вискеров. Короче, правильно сделали, что так померили. Если бы наноиголки еще подлиннее были, можно было бы сделать их суспензию, осадить на подложку и возиться и электронной литографией - есть вероятность померить ВАХ одной иголочки.

Артем, то есть иголкой они туда тыкали - ничего не повалилось, а если пленку тонкую сверху положить будет лесоповал?
И контакт полимер-вискер значит неоднозначен, а золото-полупроводник тебя не смущает?
крут!
Л В А, 22 марта 2009 18:10 
Скорее всего нужно будет вакууммировать, либо в лучшем случае наполнять её, короче стоимость такого приблуда будет свыше 100евро за 100Вт.

Хотелось бы увидеть зависимость КПД от длины волны - абсорбция не означает преобразование только.

Вообще же мне кажется будут более перспективными какие-нибудь углеродные нанотрубки с покрытием п/п, нанесенные на пов-ть.

Насчет литографии - есть вариант упорядоченинного леса. Разрабатывал ещё в ФТИ. Если есть реальный интерес - звоните +7-921-09-777-53
Коваленко Артём, 23 марта 2009 15:48 
1) иголкой они тыкали очень осторожно и много раз
2) золото - отличный проводник по сравнению с полимером; никакого барьера - всё чинно-благородно.
Коваленко Артём, 23 марта 2009 15:51 
а вместо полимера для простоты можно было еще углеродный скотч взять
Что такое "фотоэлектричекая активность"? Если это кпд трансформации солнечной энергии в электрическую - так 4,5% это совсем немного и хуже того, что уже известно. И это - при повышенном поглощении!
Согласен. Но предложенный подход на мой взгляд достаточно интересный.
Л В А, 28 марта 2009 22:58 
Архитектура показанная в статье позволяет иметь преобразование на разных длинах волн. Соответсвенно.
Низкий КПД, помимо полимеров обусловлен ещё рядом обстоятельств.
Господа, хочу поставить ребром - если нужен такой лес с гораздо большим КПД есть возможность написать проект. Со своей стороны могу его провести либо через фирму (что вкуснее и для меня и для Вас), либо через ФТИ.
Телефон обратной связи выше указывал. Если есть конкретный интерес - звоните.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Красное на Черном (Кремлевское Нано)
Красное на Черном (Кремлевское Нано)

Интервью с участниками, авторами задач и организаторами XIII Олимпиады
Предлагаем ознакомиться с подборкой видеороликов - миниинтервью, взятых в течение очного тура XIII Всероссийской Интернет-олимпиады по нанотехнологиям "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" (25 - 30 марта 2019 года).

Неделя Олега Лосева
Портал RSCI.RU и инициаторы проведения "Недель Олега Лосева" приглашают все вузы и факультеты физико-технологического и радиоэлектронного профиля к участию в первой Неделе Олега Лосева в Рунете, посвященной Олегу Владимировичу Лосеву - признанному пионеру полупроводниковой электроники и оптоэлектроники.

Магистратура Московского университета по химической технологии
Химический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет о приеме в магистратуру "Химическая технология" для подготовки специалистов в области полимерных композиционных материалов, углеродных материалов, защитных покрытий.

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.