Квантовые точки кремния в диэлектрической матрице для полностью кремниевых тандемных солнечных элементов

Представлены результаты исследований роста квантовых точек (КТ) кремния (Si) в различных матрицах для будущих фотовольтаических применений. Цель данной работы заключается в создании широкозонного тонкоплёночного материала на основе кремния за счёт использования квантового ограничения в КТ Si и его применения в полностью тонкоплёночном тандемном солнечном элементе на основе кремния без ограничений, связанных с согласованием решёток, но с повышением эффективности благодаря увеличению эффективности спектрального сбора. Когерентноразмерные КТ, диспергированные в матрице из карбида кремния, нитрида кремния или оксида кремния, были изготовлены осаждением кремнийсодержащего материала с повышенным содержанием Si, полученного методом реактивного распыления или плазмохимического осаждения из газовой фазы (PECVD). Расширение запрещённой зоны КТ Si в нитриде сопровождается более сильным синим смещением, чем в случае КТ Si в оксиде, тогда как убедительные признаки квантового ограничения в КТ Si в карбиде выявить было трудно, вероятно, из-за большого количества поверхностных состояний и дефектов. Измерения затухания фотолюминесценции (PL) показывают, что времена жизни для точек диаметром 3,4 нм составляют от 10 до 70 микросекунд при увеличении длины волны регистрации.