ZnMnTe/ZnMnTeO მზის ბატარეის მასალების მიღება და კვლევა

ავტორი: Maia Sharvashidze
თანაავტორები: მ. შარვაშიძე, თ. ბუთხუზი, ნ. გაფიშვილი, ლ. ტრაპაიძე, თ. ხულორდავა, ე. კეკელიძე, ლ. აფციაური
საკვანძო სიტყვები: მზის ბატარეის მასალები, ZnMnTe/ZnMnTeO
ანოტაცია:

ვიწროზონიან ნახევარგამტართა ბაზაზე შექმნილი მაქსიმალური სიმძლავრის მქონე მზის ბატარეების მქკ=31%. თეორიულმა და ექსპერიმენტულმა კვლევებმა განსაზღვრა, რომ ZnMnTeO მასალის თვისებები მაღალი მქკ-ის მქონე მზის ბატარეების წარმოების პერსპექტივას ქმნის (56-63%) [1-3]. ZnMnTeO ნახევარგამტარის შთანთქმის ზოლი მზის გამოსხივების ვრცელ უბანს მოიცავს (0,73ევ; 1,83ევ; 2,56ევ). ZnMnTeO მასალის მიღება შესაძლებელია ZnMnTe ნიმუშში ჟანგბადის იმპლანტაციით. იმპლანტაციის შემდეგ ნიმუში წერტილოვანი პულსური ლაზერის გამოყენებით მუშავდება. ეს ტექნოლოგია ZnMnTe:O მასალის მაღალ თვითღირებულებას განაპირობებს, რაც ხელს უშლის ამ გამოგონების დანერგვას მზის ბატარეების ინდუსტრიაში. ამგვარად, საჭიროა რაიმე ახალი მეთოდის გამოყენება, რომელიც აღნიშნულ ტექნოლოგიას წარმატებით ჩაანაცვლებს. ჩვენს მიერ შემუშავებულია რადიკალურ-სხივური კვაზიეპიტაქსიის (რსკე) მეთოდი, რომელიც ფართოზონიან ნახევარგამტართა თვისებებს ეფექტურად მართავს [4- 9]. ჩატარებულმა ექსპერიმენტებმა აჩვენა, რომ ZnMnTe-ის რსკე-ით დამუშავებით მივიღეთ p-i-n გადასასვლელი ZnMnTe/ZnMnTeO სტრუქტურის ბაზაზე. ZnMnTeO ფენებში გამოვიკვლიეთ ფოტოგამტარობა (დასხივდა ქსენონის ნათურით 150W). სინათლის წყაროდან ნიმუშამდე მანძილია 20სმ, სამუშაო ძაბვა 5ვ. ნიმუშის ნომერი რსკე დამუშავების ტემპერატურა და დრო ( oC) სთ ფოტოდენი დასხივებამდე (მკა) ფოტოდენი დასხივების შემდეგ (მკა) 1. 300 - 3 50 65 2. 300 - 4 20 30 3. 350 - 3 5 20 4. 350 - 4 15 35 ამრიგად, რსკე მეთოდით ZnMnTeO-ის მიღებამ აჩვენა რსკე ტექნოლოგიური მეთოდის უპირატესობა აქამდე გამოყენებულ ტექნოლოგიასთან შედარებით და დაგვანახა რსკე მეთოდის პერსპექტივა მაღალეფექტური (მქკ=56%-63%) მზის ბატარეების წარმოებაში. ლიტერატურა: [1] Walukiewicz, W.; Yu, K.M.; et al. “Highly Mismatched Alloys for Intermediate Band Solar Cells” Lawrence Berkeley National Laboratory (2005) [2] Ager III, Joel W.; Walukiewicz, W.; Yu, Kin Man “Ultrahigh Efficiency Multiband Solar Cells” Lawrence Berkeley National Laboratory (2006) [3] A. Avdonina, Le Van Khoia, et.al. “Preparation and Optical Properties of Zn1¡xMnxTe1¡yOy Highly Mismatched Alloy ”Proceedings of the XXXVI Inter. School of Sem. Comp., Jaszowiec 2007 [4] T. Butkhuzi., at. all., Phys.Rev. B Vol. 58, 16, 10692 (1998) [5] Butkhuzi T.V., at all., J. Crystal growth, V 117, pp. 366-369 (1992) [6] Butkhuzi T. V., at all., Phys. stat. sol. (b) 229, No.1, 365-370 (2002) [7] T. Butkhuzi, at. all., Sem. Science and Technology Vol. 16 pp. 575-580 (2001) [8] T. Butkhuzi, at. all., Phys. Stat. Sol. (b) 221, 313 (2000) [9] T. Butkhuzi, at. all., The 2003 U.S. Workshop on the Physics and Chemistry of II-VI Materials, Extended Abstracts, pp. 87-90, (2003)