Володимир Білинський-Слотило

Василь Коб’ялкоНаукові керівники - асист. Ілащук М.І.,м.н.с. Брус В.В.Електричні властивості анізотипних гетеропереходівn-TiO 2 / p-CdTe, виготовлених методом пульверизизації знаступним піролізомТелурид кадмію набув широкого застосування як базовийматеріал для сонячних елементів, що зумовлено його високоюфоточутливістю та оптимальним для фотовольтаїчногоперетворення значенням ширини забороненої зони ( E g =1,5еВпри Т = 295К). При цьому перспективним в даний час вважаєтьсявиготовлення фотоперетворювачів на основі гетеропереходів, деоптичним вікном з широкою зобороненою зоною є оксидиметалів, зокрема діоксид титану (ТіО 2 ), а поглинаючим шаром –CdTe.Ефективність перетворення сонячних елементів в значній мірізалежить від їх електричних властивостей, які визначаються якпараметрами складових частин структури, так і технологічнимиумовами її виготовлення.В даній роботі досліджуються електричні характеристикианізотипних гетеропереходів n-ТіО 2 /p-CdTe, отриманихнанесенням тонкоплівкового TiO 2 на свіжосколотімонокристалічні підкладки CdTe.Кристали для підкладок були вирощені методом Бріджменапри низькому тиску пари кадмію в ампулі (P Cd ≈ 0,02атм). Їхелектричні параметри при Т=295К становили: питомаелектропровідність σ = 8,9⋅10 -2 Ом -1 ⋅см -1 , концентрація носіївзаряду p = 8,9⋅10 15 см -3 .Електричні властивості структур n-ТіО 2 /p-CdTe досліджувалишляхом вимірювання вольт-амперних характеристик (ВАХ) прирізних температурах (295-351 К).Встановлено, що отримані гетеропереходи володіютьхорошими випрямляючими властивостями. Для них характерневисоке значення контактної різниці потенціалів φ к у всійтемпературній області досліджень. При підвищенні Т від 295К до351К величина φ к змінювала своє значення в межах 1,27-1,04 В.Діодний фактор випрямлення при Т=295К, U=2В становив6,5⋅10 3 .Встановлено, що при прямому зміщенні в області напругвищих декількох kT (U>0,15В) ВАХ досліджуванихгетеропереходів у напівлагорифмічних координатах добреапроксимуються прямими лініями, що свідчить проекспоненційну залежність струму від напруги. Крім цього, нахилзалежностей lnI=f(U) при різних температурах зберігаєтьсяпостійним. Встановлені закономірності ВАХ дають можливістьдопустити, що основним механізмом переносу заряду припрямому зміщенні є багатоступеневий процес тунелювання заучастю рекомбінаційних центрів. Оцінена для гетеропереходівTiO 2 /CdTe концентрація енергетичних рівнів, розміщених наметалургійній межі розділу, становить 2,4 ⋅ 10 14 см -2 . Томуможна допустити, що саме через них відбувається тунелюванняносіїв заряду, що створюють прямий струм.Необхідно відмітити, що значення зворотного струму в областітемператур 295-332 К є досить малими (при Т=295К і U=2ВІ звор. =0,3µА) і практично не залежать від зовнішньої напруги.Тільки при Т=351 К спостерігається істотна зміна І звор від U, щоможе бути зумовлене його термогенераційною природою.Із досліджень температурних залежностей питомого опорубазового матеріалу ρ та внутрішнього опору структури R 0встановлено, що їх значення практично співпадають у всьомуінтервалі досліджень, а залежності ρ(10 3 /T) та R 0 (10 3 /T)характеризують одинаковою енергією активації. Це означає, щозначення R 0 визначається опором бази, а нанесена плівка ТіО 2 єнизькоомнішою і тому область просторового заряду формується вCdTe. Визначене значення глибини залягання робочогоенергетичного рівня E V + 0,06 еВ є домінуючим у кристалахнелегованого CdTe і відповідає однократно іонізованимвакансіям кадмію.Високе значення контактної різниці потенціалів можнапояснити утворенням тунельно-прозорої діелектричної плівки,що утворюється на поверхні CdTe в процесі виготовленняструктури.