Молекулярно-пучковая эпитаксия короткопериодных сверхрешеток Zn(S)Se/CdSe/In0.3Ga0.7As с эффективной шириной запрещенной зоны 2.1-2.15 эВ

, ,

Физико-технический институт имени , , Санкт-Петербург, 194021, Россия.

, , эл. почта: *****@***ioffe. ru

Одним из перспективных направлений использования широкозонных соедине-ний А2В6 является их применение при конструировании и реализации структур многопереходных гетеровалентных солнечных элементов (СЭ) на основе Ge-А3В5 с повышенной эффективностью [1]. Использование в таких СЭ метаморфного буферного слоя (МБС) InxGa1-xAs (x~0.3) потенциально позволяет реализовать 4х-переходный СЭ с эффективностью преобразования солнечной энергии в электрическую более 54% (в условиях АМ0:500 солнц). При этом в качестве материала широкозонного каскада удобно использовать короткопериодные сверхрешетки (СР) CdSe/Zn(S)Se с независимо варьируемыми эффективной шириной запрещенной зоны () и постоянной решетки. В настоящей работе представлены результаты по технологии выращивания на подложках GaAs(001) методом МПЭ МБС InxGa1-xAs с низкой плотностью прорастающих дислокаций, являющегося ключевым элементом такого СЭ, и приведены исследования их структурных свойств методами рентгеновской дифракции (РД) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). При помощи РД показано, что оптимальная величина обратной ступени (Δx) в концентрации In при выращивании InxGa1-xAs МБС с линейным градиентом состава хорошо согласуется с расчетами по модели, развитой в [2]. На «виртуальных подложках» In0.3Ga0.7As методом МПЭ были выращены структуры СР CdSe/Zn(S)Se. В отличие от случая СР CdSe/Zn(S)Se, изопериодичных к GaAs [3], величина в СР (CdSe/Zn(S)Se)/In0.3Ga0.7As может быть снижена до 2.1-2.15 эВ, что соответствует расчетному максимуму КПД 4х-переходного СЭ. Продемонстрировано хорошее соответствие расчетных и экспериментальных значений СР. В докладе будут представлены результаты исследования кристаллического совершенства структур (CdSe/Zn(S)Se)-СР/ In0.3Ga0.7As методами РД и ПЭМ, вертикального транспорта носителей в таких СР методом фотолюминесцентной спектроскопии, а также результаты по p-легированию СР с использованием плазменного активатора азота. Работа поддержана министерством образования и науки РФ (проект №14.604.21.0008 от 01.01.2001г. с уникальным идентификатором ПНИ RFMEFI60414X0008).

Литература

[1]        M. A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta and E. D. Dunlop, Prog. Photovolt: Res. Appl. 21, 1 (2013).

[2]        A. Sacedуn, F. Gonzбlez-Sanz, E. Calleja, E. Muсoz, S. I. Molina, F. J. Pacheco, D. Araъjo, R. Garcнa, M. Lourenco, Y. Yang, P. Kidd, and D. Dunstan, Appl. Phys. Lett. 66, 3334 (1995).

[3]        E. A. Evropeytsev, S. V. Sorokin, S. V. Gronin, I. V. Sedova, G. V. Klimko, A. A. Sitnikova, M. V. Baidakova, S. V. Ivanov, and A. A. Toropov, Acta Physica Polonica A 126(5), 1156 (2014).