Розробка технологій покращення властивостей оптичних елементів на основі GaAs, діелектричних плівок та сонячних елементів з їх використанням

summary

Основний зміст роботи

У вступі наведено загальну характеристику наукової роботи, обґрунтовано актуальність та необхідність проведення досліджень, сформульовано мету та задачі досліджень, відзначено новизну отриманих результатів, їх практичне значення і особистий внесок здобувача.

В першому розділі виконано огляд літературних даних, які стосуються властивостей кристалів арсеніду галію та впливу на їх властивості різних обробок. Також аналізуються роботи по використанню АВП в якості просвітлюючих і захисних шарів для оптичних елементів і фотоелектричних приладів. Особливу увагу приділено впливу обробок на оптичні властивості діелектричних плівок, які можуть використовуватись для просвітлення і захисту приладів і структур. На основі аналізу літератури встановлено, що недостатньо вивченим залишаються проблеми впливу іонних обробок на властивості плівок, кремнієвих сонячних елементів з просвітлюючими та захисними шарами на їх основі та елементів ІЧ–оптики. З проведеного аналізу випливає необхідність проведення досліджень, виконанню яких і була присвячена дана робота.

Другий розділ присвячений розробці методів отримання, обробок та дослідження плівок, кристалів, СЕ та елементів ІЧ–оптики. Наведено функціональну схему автоматизованої системи управління процесом газодетонаційного осадження (ГДО) функціональних покриттів, розробленої в роботі, та блок–схему програми керування процесом ГДО.

Наведено конструкцію розробленої мультидзеркальної фасеточної фотовольтаїчної концентраторної системи та експериментального зразка наземної слідкуючої системи, яка дозволяє реалізовувати різні принципи слідкування за рухом Сонця по небосхилу. Для довготривалої роботи модулів сонячних елементів на основі кремнію в умовах концентрованого сонячного випромінювання необхідна розробка спеціальних конструкцій, здатних забезпечити оптимальні умови роботи СЕ в складі модуля, зокрема, температурні.

З метою забезпечення оптимального температурного режиму сонячні елементи монтувались на монтажній площадці з тепловідводом, конструкція якої наведена на рис. 1. Між тиловою поверхнею зразків кремнієвих СЕ та монтажною площадкою наносилась теплопровідна паста. Температура СЕ вимірювалась термопарою, встановленою на тиловій поверхні СЕ. Для зручності СЕ встановлювались на додаткову монтажну плату, структура якої наведена на рис. 1б. Монтажна  плата була виготовлену з фольгованого міддю склотекстоліту (рис. 1б). На поверхню міді гальванічно було нанесено шар нікелю товщиною 5–10 мкм. У центрі плати розміщується вікно, в яке встановлювався СЕ, що має безпосередній контакт з поверхнею радіатора та крізь яке СЕ освітлювався концентрованим сонячним світлом.

Монтажна площадка монтується на прямокутній алюмінієвій трубі по якій передбачено циркулювання води для охолодження. Товщина стінок труби 2 мм. Розміри монтажної площадки 50х600 мм. Для ізоляції нижнього контакту ФП від  металу радіатора на його поверхню було нанесено шар Al₂O₃ товщиною 10–50 мкм. Для нанесення цього покриття застосовувалась технологія формування ізолюючого буферного шару з високою теплопровідністю. Технологія базується на використанні методу газодетонаційного осадження і дозволяє формувати шари на основі Al₂O₃ товщиною до 0,5 мм на довільній площі, що забезпечується переміщенням газодетонаційної гармати, або використанням спеціального маніпулятора. Для реалізації такої технології була проведена автоматизація системи управління процесу ГДО. Автоматизовану систему керування процесом ГДО створено на основі логічного програмувального реле. Програмування здійснювалося за допомогою функціональних блоків і діаграм.