Неразрушающий контроль в производстве и испытаниях крениевых фотоэлектрических модулей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.13, доктор технических наук Юрченко, Алексей Васильевич

• Юрченко, Алексей Васильевич
• доктор технических наук
• 2009

Оглавление диссертации доктор технических наук Юрченко, Алексей Васильевич

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР НЕРАЗРУШАЮЩИХ МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОЛУПРОВОДНИКОВ.

1.1. Методики и датчики для определения величины удельного сопротивления.

1.2. Определение времени жизни неосновных носителей заряда.

1.3. Структура и электрофизические свойства мультикристаллического кремния.

1.4. Автодинные датчики с элементами микромеханики.

1.5. Анализ режимов работы автодинных датчиков.

1.5.1. Непрерывный режим работы авто дина.

1.5.2. Автодины с линейной частотной модуляцией.

1.5.3. Автодины с синусоидальной частотной модуляцией.

1.5.4. Автодины с импульсной модуляцией.

Глава 2. ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МОДУЛЕЙ.

2.1. Электроперенос в ФЭП.

2.2. Вольтамперная характеристика.

2.3. Спектральные характеристики.

2.4. Коэффициент поглощения.

2.5. Коэффициент отражения.

2.6. Нахождение тока короткого замыкания.

2.6.1. Неосновные носители заряда в п-области.

2.6.2. Неосновные носители заряда в р-области.

2.7. Эквивалентная схема ФЭП.

2.8. Влияние планарной неоднородности ФЭП на его эффективность.

2.8.1. Модель планарно неоднородного ФЭП.

2.8.2. Подложечная составляющая.

2.8.3. Технологическая составляющая.

2.9. Электроперенос в локально освещенных ФЭП.

2.9.1. Точечный источник засветки в бесконечном р-n переходе.

2.9.2. ВАХ при малом уровне сигнала.

2.9.3. Фотоэффект в р-n переходе, работающий в режиме насыщения.

2.10. Модели, применяемые для оценки вырабатываемой мощности.

2.10.1. Модель КПД.

2.10.2. Модель поправочных коэффициентов.

2.10.3. Физическая модель.

2.10.4. Статистическая модель.

Глава 3. МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ СТРУКТУРНО-НЕОДНОРОДНОГО МАТЕРИАЛА.

3.1. Методика неразрушающего СВЧ-контроля.

3.2. Установки, используемые при исследованиях неразрушающих методов контроля структурно-неоднородных материалов.

3.3. Технические решения по структуре включения образца в

СВЧ-поле датчиков-зондов.

3.3.1. Коаксиальные датчики.

3.3.2. Автодинные датчики.

3.4. Описание настройки автодинных датчиков для измерения параметров кремния.г.

3.5. Бесконтактное измерение основных параметров мультикремния.

3.6. Установка визуализации места дефектов в солнечных элементах.

3.7. Анализ точности контроля полупроводниковых материалов автодинным датчиком.

3.8. Исследование многослойных эпитаксиальных структур.

Глава 4. МЕТОДОЛОГИЧЕКИЕ ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ФЭП

4.1. Технология изготовления ФЭП и ФМ.

4.2. МЕТОДИКИ И ОБОРУДОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КРЕМНИЯ, ФЭП И ФМ.

4.3. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛАНАРНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ ФЭП.

Глава 5. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ И КОНСТРУКЦИОННЫХ ФАКТОРОВ ФЭП.

5.1. Исследование влияния конструктивных факторов на эффективность ФЭП.

5.2. Экспериментальное исследование планарной неоднородности фоточувствительности ФЭП.

5.3. Приборы и методы исследований.

5.4. Комплекс параметров, влияющих на работу ФМ.

Глава 6. АНАЛИЗ НАТУРНЫХ ИСПЫТАНИЙ ФМ И СТАТИСТИЧЕСКОЙ

МОДЕЛИ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ.

6Л. Структура мобильной станции мониторинга работы ФМ.

6.2. Программа управления мобильной станцией.

6.3. Объекты исследования и места проведения испытаний.

6.4. Описание базы данных.

6.5. Результаты работы мобильной станции.

6.6. Определение приходящей солнечной радиации на поверхность ФМ.

6.7. Построение эмпирической модели.

6.8. Нахождение температуры ФМ.

6.9. Расчет мощности ФМ.

6.10. Уравнения регрессии.

6.11. Методика прогнозирования.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Неразрушающий контроль в производстве и испытаниях крениевых фотоэлектрических модулей»

В связи с увеличением потребления электроэнергии, ограниченности запасов обычных источников энергии — угля и нефти — интенсивно развиваются разработки, производство и использование альтернативных источников энергии [1-6]. Среди разнообразия экологически чистых источников энергии преобразование солнечного излучения в электричество представляется наиболее привлекательным и перспективным с точки зрения энергетических технологий будущего [7—11]. Полное количество солнечной энергии, поступающей на поверхность Земли за неделю, превышает энергию всех мировых запасов нефти, газа, угля и урана [12—14]. В РФ наибольший теоретический потенциал, более 200 млрд. т у. т., имеет солнечная энергия [15]. Вместе с тем в энергетической программе России вклад всех возобновляемых источников на 2007 г. составил 1% [11].

Задача удовлетворения потребностей населения, промышленности и сельского хозяйства в электрической энергии, особенно в регионах, удалённых от централизованных энергосетей, а также более глобальные проблемы энергообеспечения России в будущем при условии обеспечения экологической чистоты её территории расширяют использование солнечной энергетики.

Основой развития этой энергетики являются источники, обеспечивающие мощности единичных агрегатов электростанций значением 200-500 кВт при общей мощности до 30 кВт.

Комплексное освоение солнечного источника энергии позволяет решить важные социально-экономические проблемы:

• обеспечения бытовых и производственных потребителей более чем на 70% территории России с населением около 22 млн. человек, в настоящее время не охваченных системой централизованного энергоснабжения;

• повышения надёжности энергообеспечения всех регионов страны за счёт создания дополнительных автономных (резервных) источников;

• снижения вредных воздействий энергетики на природную среду посредством использования экологически чистых новых и возобновляемых источников энергии и постепенной замены ими традиционных источников;

• развития депрессивных районов страны, где по экономическим и экологическим условиям целесообразно приоритетное развитие солнечной энергетики;

• обеспечения автономного энергоснабжения в районах с низкой плотностью населения;

• стабилизации централизованного энергоснабжения с большим дефицитом мощности и значительными потерями в сельскохозяйственном производстве из-за частых отключений энергосети;

• улучшения комфортной среды обитания в городах и местах массового отдыха населения со сложной экологической обстановкой, вызванной вредными выбросами в атмосферу промышленных и городских котельных на органическом топливе;

• энергоснабжения индивидуального жилья, фермерских хозяйств, мест сезонной работы, садово-огородных строений.

Особенностью современного состояния научно-технических разработок и практического использования солнечных источников энергии является высокая стоимость получаемой тепловой и электрической энергии по сравнению с традиционными источниками. В то же время существует устойчивая во времени тенденция снижения стоимости фотоэлектрических преобразователей (ФЭП), обусловленная научными достижениями в совершенствовании методов их производства и использования, и тенденция повышения стоимости традиционных ископаемых источников энергии, вызванная их истощением и усложнением технологии добычи.

В ближайшем будущем стоимость отдельного ФЭП и комплектуемых на его основе больших фотоэлектрических модулей (ФМ) и энергетических систем (ФЭС) значительно снизится и существенно повысится их коэффициент полезного действия (КПД), что сделает экономически выгодным использование солнечной энергии в широких масштабах.

Тенденцией развития конструкторско-технологических решений по изучению эффективности преобразования солнечного излучения в структурно-неоднородных материалах является создание адекватных физических и математических моделей активной фоточувствительной среды в различных спектральных диапазонах солнечного излучения.

Преобразование энергии в современных солнечных элементах основано на фотовольтаическом эффекте, который возникает в полупроводниковых структурах с электрическими барьерами при воздействии на них солнечного излучения [1, 17-19]. Барьерная структура ФЭП может быть получена легированием одного и того же полупроводника различными примесями (создание р-n переходов), либо соединением различных полупроводников с неодинаковой шириной запрещенной зоны (получение гетеропереходов), или же за счет изменения химического состава, приводящего к градиенту ширины запрещенной зоны (варизонные структуры).

При отработке технологии изготовления новых конструкций, а также при текущем контроле качества [20, 21] во время производства ФЭП наблюдается разброс характеристик ФЭП, таких как КПД, ток короткого замыкания, напряжение холостого хода. Этот разброс при одинаковых условиях изготовления может достигать от 5 до 10%. Для решения этих проблем настоятельно необходимо создание производительных неразрушающих методов и оборудования контроля качества на всех стадиях технологического цикла.

Актуальность представленной тематики обусловлена высокими темпами развития производства материалов и ФЭП, а также расширением географии использования ФМ в регионах, имеющих сложную метеорологическую и техногенную структуру атмосферы. Проводимые исследования соответствуют приоритетным направлениям развития науки и техники (технологии новых и возобновляемых источников энергии) и позволяют расширить традиционную географию использования кремниевых солнечных энергетических установок в

России (Алтай, южные области и республики РФ и т.д.) на регионы, где ранее солнечная энергетика не использовалась, такие как Томская, Новосибирская области, Якутия, Сахалин и т.д.

Однако, в отличие от традиционных источников энергии, работа ФМ зависит от многих факторов, как климатических, так и техногенных (аппаратных).

Техногенные (аппаратные) факторы обусловлены конструкцией и технологией изготовления ФМ и ФЭС, углом размещения ФМ по отношению к горизонту, характеристиками элементов ФЭС: контроллером, аккумулятором, инвертором и д. р.

Климатические факторы обусловлены воздействием различных климатических параметров на выходные энергетические характеристики ФМ. К таким факторам можно отнести солнечную радиацию, температуру воздуха, влажность, скорость ветра и т.д.

Поэтому для расчета конструкции солнечной энергетической системы необходимо учитывать климатические особенности региона, где планируется использовать СБ, для чего необходимо:

• разработать модель ФМ с учетом воздействия климатических и техногенных факторов;

• провести натурные испытания ФМ при одновременном мониторинге параметров атмосферы и характеристик ФМ.

В опубликованных [2, 9, 11] исследованиях, как правило, отсутствует годовая и многолетняя связь между климатическими параметрами и энергетическими характеристиками ФМ. Особое внимание уделяется лишь суточной и месячной выработке электроэнергии и влиянию температурных характеристик на работу ФМ и ФЭС.

В материалах и базах данных, представленных на европейской конференции по солнечной энергии 1—5 сентября 2008 г. в Испании, отсутствуют материалы по многолетним натурным испытаниям ФМ и ФЭС на территории России. Многолетние испытания с одновременным контролем параметров атмосферы не проводились на настоящий момент ни в России, ни за рубежом. Так, например, полностью отсутствуют данные об эффективности работы ФЭС в азиатской части континента.

Наиболее важной характеристикой солнечных энергетических установок является количество энергии, вырабатываемой и запасенной за год, месяц и т.д. Этот же показатель является важнейшим и при определении параметров длительности жизни системы. Для получения надежных расчетных данных количества энергии, которую вырабатывает ФМ, требуется точная модель работы ФМ и энергетической системы. Такая модель представляет собой механизм, необходимый для расчета рабочих характеристик системы и для сравнения экспериментальных и расчетных данных производства энергии. Именно использование такого подхода позволит получить результаты, в которых просчитано влияние первостепенных факторов на энергию постоянного тока, получаемую от ФМ.

В связи с модернизацией производства кремния в России необходимо создание отечественных приборов неразрушающего технологического и эксплуатационного контроля, в частности систем измерения электрофизических параметров кремния, ФЭП и ФЭС на различных этапах их производства. Доминирующими характеристиками с точки зрения обеспечения эффективности ФЭП являются удельное электрическое сопротивление и время жизни неравновесных носителей заряда. Наиболее перспективным неразрушающим способом измерения данных параметров кремния являются СВЧ-методы. Однако для их успешного использования необходимо провести обоснование применения данных методик на структурно-неоднородном материале и модернизировать существующие технические решения, позволяющие достичь требуемой точности, локальности и производительности измерений.

Цель

Целью работы является создание конструкторско-технологических основ сквозного неразрушающего контроля, включающего диагностику качества кремния, ФЭП и разработку систем многопараметрового мобильного мониторинга работы ФМ в натурных условиях.

Задачи

1. Разработка методов и технических решений по измерению времени жизни неосновных носителей заряда и удельного сопротивления в структурно-неоднородном кремнии «солнечного качества» с повышенной производительностью и локальностью.

2. Разработка автоматизированной установки неразрушающего контроля распределения удельного сопротивления и времени жизни неосновных носителей заряда в кремнии на основе автодинных СВЧ и КВЧ гибридно-интегральных модулей.

3. Разработка экспресс-методик неразрушающего контроля электрофизических характеристик ФЭП в локальных областях.

4. Разработка стационарных и мобильных программно-аппаратных средств мониторинга работы кремниевых ФМ в натурных условиях.

5. Применение разработанного комплекса неразрушающего технологического и эксплуатационного контроля для отработки технологии изготовления ФЭП с целью повышения их эффективности, а также повышения эксплуатационной надежности.

6. Проведение многолетних и многофакторных натурных испытаний кремниевых ФМ и ФЭС малой мощности в Сибири и на Дальнем Востоке и обоснование комплекса климатических и аппаратных факторов, определяющих их работу в натурных условиях.

7. Разработка физико-математической модели кремниевых ФМ, находящихся под воздействием климатических и аппаратных факторов, и на ее основе методики прогнозирования вырабатываемой электрической мощности кремниевой ФМ малой мощности для регионов Сибири и Дальнего Востока.

Научная новизна

1. Предложены методика и технические решения для измерения удельного сопротивления монокристаллического и мультикремния на основе использования КВЧ гибридно-интегральных автодинных датчиков, позволяющие измерять распределение удельного сопротивления с разрешением не хуже 1 мм в диапазоне удельных сопротивлений от 1 до 10 Ом-см с точностью измерения до 3%.

2. Обоснована методика измерения и разработаны новые типы автодинных КВЧ-датчиков и измерительная установка, позволяющая измерять время жизни неравновесных носителей заряда (как объемное, так и эффективное) в кремниевых пластинах в диапазоне от 100 не до 5 мс.

3. Разработана методика оценки интегральных параметров ФЭП по результатам измерения локальных спектральных характеристик, что позволило теоретически рассчитать и экспериментально определить оптимальные параметры ФЭП для увеличения эффективности лучших образцов от 12.5 до 15.4% и уменьшения среднеквадратичного отклонения в партии ФЭП.

4. На основе впервые проведенных в Сибири и на Дальнем Востоке долговременных и многофакторных испытаний кремниевых ФМ и ФЭС малой мощности получен комплекс доминирующих параметров, оказывающих влияние на работу ФМ в климатических условиях.

5. Установлена математическая совокупность соотношений, определяющих зависимость вырабатываемой мощности ФМ от комплекса климатических и аппаратных факторов с погрешностью не более 5%, на основании которой усовершенствован метод прогнозирования вырабатываемой мощности кремниевого ФМ с учетом климатических особенностей местности, в которой он будет использоваться.

6. Разработана мобильная станция мониторинга, позволяющая одновременно измерять метеорологические параметры атмосферы, вольт-амперную характеристику и температуру поверхности ФМ.

Достоверность результатов

Достоверность результатов работы подтверждается данными многолетних экспериментальных исследований, а также опубликованными научными работами, патентом РФ. Достоверность и обоснованность полученных в работе научно-технических результатов и выводов обеспечиваются применением апробированного математического аппарата и математически обоснованных численных методов при решении поставленных задач, основанных на многофакторных данных натурных испытаний, использовании аттестованных измерительных средств, согласованности расчетных и экспериментальных данных.

Методы исследования

В диссертации использован комплексный метод, включающий в себя теоретические исследования и экспериментальную проверку полученных результатов. Работа выполнялась с использованием математического и физического моделирования.

Для расчетов коэффициентов в математической модели применялся множественный корреляционный и линейный регрессионный анализ. Результаты измерений обрабатывались с помощью методов математической статистики.

Экспериментальные данные, приведенные в диссертации, сопоставлялись с результатами, полученными другими авторами.

Апробация работы

Результаты диссертационной работы докладывались на 20 всероссийских и международных конференциях, в частности:

• 21st European PV Solar Energy Conference and Exhibition. Dresden, 4—8 September 2006.

• 22st European PV Solar Energy Conference and Exhibition. Milan, 3—7 September 2007.

• 23st European Photovoltaic Solar Energy Conference. Valencia, Spain, 4—8 September 2008.

• Modern Techniques and Technologies. 9th International Scientific and Practical Conference of students, Post-graduates and Young Scientists. 7-11 April, 2003, Tomsk, Russia.

• Возобновляемая энергетика. Состояние проблемы перспективы Международная конференция. СПб., 4-6 ноября 2003 г.

• Кремний 2004, Кремний 2006, Кремний 2009;

• 3-й и 4-й международные технологические конгрессы «Военная техника, вооружение и технологии двойного применения». Омск, 2005;

• Международный семинар «Альтернативные источники энергии и проблемы энергосбережения. СПб., 2005.

• Российская конференция «Демидовские чтения». Томск, 2006.

• Российская конференция «Арсенид галлия и полупроводниковые соединения группы III—V» GaAs-2002, GaAs-1999. Томск.

По теме диссертации опубликованы 72 работы, из них 13 - в изданиях, рекомендуемых ВАК, и зарубежных изданиях, зарегистрированных в базе научного цитирования «Web of Science». Получен патент на полезную модель №75516 «Мобильная станция мониторинга работы солнечной батареи». Издана монография «Автодинные датчики в измерительной технике».

Практическая значимость

Разработаны методики и приборы входного и технологического контроля производства кремния и ФЭП. С использованием данных приборов отработана технология производства ФЭП и ФМ в ОАО «НИИПП», ООО «Диагно-стика+» (акты внедрения).

На основе анализа одиннадцатилетних натурных испытаний ФМ в Сибири и на Дальнем Востоке разработаны рекомендации по использованию ФМ в этих регионах и предложена методика прогнозирования вырабатываемой мощности ФМ. Рекомендации и методика используются при проектировании СЭУ для конечных пользователей в ОАО «НИИПП» (акт внедрения).

Мобильная станция мониторинга работы ФМ апробирована и использована для проведения испытаний ФЭС в ИПМТ ДВО РАН, г. Владивосток.

Результаты долговременных испытаний ФМ в Томске отражены в отчете по энергетическим ресурсам Томской области, выполненном по заказу Администрации Томской области в 2004 г.

Результаты работы использованы при выполнении ряда грантов, хоздоговорных и бюджетных работ:

1. НИР «Луч»: «Исследование и разработка технологии создания высокоэффективных каскадных солнечных элементов» (ОАО «НИИПП»). Заказчик - Миноборонпром, 1998 г.

2. НИР: «Разработка методики и изготовление макетов устройств для бесконтактного локального измерения удельного сопротивления, времени жизни неравновесных носителей заряда и определения типа проводимости в поликристаллическом кремнии» (ОАО «НИИПП»). Заказчик - ОАО «НИИПП», 2006 г.

3. Грант по программе Министерства образования РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» (Томский политехнический университет (ТПУ)). НИР: «Моделирование и наземная отработка ФЭП на основе арсенида галлия на воздействие факторов космического пространства», 2001—2002 гг.

4. НИР: «Разработка научно-производственной базы получения кремния солнечного качества и изготовления энергетических комплексов на основе кремния» (ОАО «НИИПП»). Заказчик — Томская областная администрация, 1999 г.

5. НИР: «Исследование технологии очистки кварцитов для разработки энергетических комплексов на основе кремниевых солнечных элементов» (ОАО «НИИПП»). Заказчик - ОАО «Антоновское рудоуправление», 1999г.

6. ОКР «Стекло»: «Разработка технологии получения кварцитного сырья для производства стекла из отходов обогащения кварцитов» (ОАО «НИШ 111»). Заказчик - ОАО «Антоновское рудоуправление», 2000 г.

7. НИР «Тандем»: «Исследование электрофизических параметров эпи-таксиальных структур GaAs, солнечных элементов на их основе и поставка опытных образцов солнечных элементов для натурных испытаний в составе изделия 14ФЗЗ №12» (ОАО «НИИПП»). Заказчик -ОАО «Сатурн», Краснодар, 2001-2002 гг.

8. Грант Министерства образования РФ для молодых кандидатов наук. НИР: «Климатические испытания кремниевых солнечных батарей в натурных условиях г. Томска» (ТПУ). 2002—2004 гг. Номер госрегистрации: 01220216047.

9. Грант по программе «Развитие научного потенциала высшей школы». НИР: «Анализ работы солнечных энергетических установок в условиях Сибири и разработка методики прогнозирования их работы в натурных условиях» (ТПУ). 2005 г. Номер госрегистрации: 01200502210.

10. Грант Президента РФ для молодых кандидатов наук. КИР: «Разработка мобильной станции мониторинга работы солнечных батарей в различных климатических условиях» (ТПУ). 2003—2004 гг. Номер госрегистрации: 01200313537.

11. Грант Президента РФ для молодых кандидатов наук. НИР: «Природные и техногенные факторы в деградации энергетический характеристик солнечных элементов» (ТПУ). 2005—2006 гг.

12. Грант Президента РФ для молодых кандидатов наук. НИР: «Системы мониторинга солнечных энергетических установок, работающих при воздействии природных и техногенных факторов» (ТПУ). 2008— 2009 гг. Номер госрегистрации: 0120080917.

13. ОКР «Меганом-Б»: «Разработка автономного источника электропитания мощностью до 1000 Вт на основе фотоэлектрических преобразователей» (ОАО «НИИПП»). Заказчик - Министерство обороны. 2007-2009 гг.

14. ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы». НИР: «Автоматизированная система контроля состояния капельниц» ГК № 02.512.11.2306 (ООО «Диагностика+»), 20082009 гг.

15. НИР: «Проведение натурных испытаний кремниевой солнечной батареи (СБ 10-12), с получением экспериментальных данных по эффективности использования солнечной батареи СБ 10-12 в климатических условиях г. Владивостока» (Институт проблем морских технологий ДВО РАН, г. Владивосток). 2007 г.

Личный вклад автора

Самостоятельно автором разработаны методики и установки локального контроля параметров солнечных батарей. Автором проведены исследования факторов, снижающих эффективность ФЭП и ФМ. По рекомендациям автора осуществлена модернизация технологии их изготовления.

Под научным руководством автора разработана мобильная станция мониторинга работы ФМ, проведены натурные испытания в Сибири и на Дальнем Востоке и статистический анализ полученных данных.

Автором самостоятельно получены уравнения регрессии, показывающие зависимость параметров батареи от различных климатических факторов. Разработана методика прогнозирования вырабатываемой мощности ФМ.

При содействии сотрудников ОАО «НИИ1111» Л.Г. Лапатина и С.Д. Воторопина созданы установки измерения времени жизни неосновных носителей заряда и удельного сопротивления и проведена оценка их применимости для структурно неоднородных материалов. В составе коллектива в ОАО «НИШ Ш» создан промышленный образец установки измерения распределения удельного сопротивления по пластине полупроводника.

Самостоятельно автором разработана методология сквозного неразру-шающего контроля производства и испытаний ФЭП, ФМ и ФЭС.

При содействии директора межвузовского центра «Технологический менеджмент» ТГУ профессора В.И. Сырямкина создан метрологический комплекс неразрушающего контроля на всех этапах производства ФЭС.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Комплекс неразрушающих методов контроля производства и испытания ФМ от получения кремния до использования ФЭС в реальных условиях Сибири и Дальнего Востока.

2. Методика измерения удельного сопротивления, объемного и эффективного времени жизни неравновесных носителей заряда в структурно-неоднородном кремнии «солнечного качества».

3. Аппаратно-программный комплекс на основе автодинных датчиков для бесконтактного измерения распределения удельного сопротивления и времени жизни по поверхности полупроводниковых пластин диаметром до 250 мм.

4. Результаты исследования влияния климатических и аппаратных факторов на работу кремниевых ФМ и построенный на основе их анализа комплекс доминирующих факторов, оказывающих влияние на их работу в условиях различных климатических зон.

5. Комплекс аппаратуры и результаты многолетних исследований в производстве и испытаниях, позволяющие создать статистическую модель ФМ, работающего при воздействии климатических природных факторов, и построить на ее основе методику прогнозирования вырабатываемой мощности ФМ.

6. Мобильный аппаратно-программный комплекс мониторинга работы ФМ совместно с метеорологическими параметрами окружающей среды и результаты использования его в условиях Сибири и Дальнего Востока.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка используемых источников из 128 наименований. Диссертационная работа содержит 225 страниц машинописного текста, включает 20 таблиц , 97 иллюстраций.

Заключение диссертации по теме «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий», Юрченко, Алексей Васильевич

Выводы

1. По результатам диссертационной работы решена крупная научно-хозяйственная задача, в рамках которой создан метрологический комплекс позволяющий проводить сквозной неразрушающий контроль на всех этапах производства и эксплуатации ФЭС. Метрологический комплекс удостоен диплома I степени на Первом открытом конкурсе инновационных проектов Сибири и Дальнего Востока в номинации «Энергетика и энергосбережение» (направление: «Перспективный коммерческий проект»).

2. Проведен анализ долговременных испытаний ФМ, в результате которых был определен комплекс доминирующих факторов, влияющих на работу ФМ в реальных условиях, на его основе спроектирована и изготовлена мобильная станция мониторинга работы ФМ. Мобильная станция измеряет основные характеристики ФМ совместно с температурой, влажностью, давлением воздуха, скоростью ветра, суммарной солнечной радиацией (патент №75516).

3. С использованием мобильной станции проведены испытания кремниевых ФМ в различных регионах Сибири и Дальнего Востока. Собрана база данных, состоящая из метеопараметров и параметров ФМ.

4. Предложена методика прогнозирования вырабатываемой мощности

ФМ.

5. Разработана статистическая модель ФМ, с помощью которой по измеренным в лабораторных условиях характеристикам ФМ и справочным метеоданным можно оценить вырабатываемую мощность с погрешностью не более 5%.

6. На примере Томска спрогнозированы и определены наиболее оптимальные режимы работы ФМ. Показано, что ФМ в течение года способен собрать 160 кВт • ч/м . Эти данные позволяют проектировать различные автономные устройства с питанием от ФМ.

7. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Одной из проблем научно-технического развития производства изделий солнечной энергетики является отсутствие сквозного метрологического обеспечения, позволяющего на всех стадиях — от отработки технологии материала и структуры до использования ФЭУ в природных условиях прогнозировать динамику изменения параметров ФЭП.

В основе любого фотопреобразователя лежит потенциальный барьер. Для создания пары носителей требуется, чтобы фотон имел энергию не ниже ширины запрещенной зоны (с большей энергией нет генерации, с меньшей энергией ее избыток теряется в виде тепла). Поэтому для полного использования распределения энергии солнечного излучения требуется каскад барьеров из материалов с различной шириной запрещенной зоны, т. е. материал со структурной неоднородностью по глубине. В поликристаллических материалах имеется поверхностная структурная неоднородность, различного размера зерна с меняющейся структурой примесей, в том числе скапливающихся на межзеренных границах.

Исходя из анализа требований к фотоматериалам для солнечных элементов, в диссертационной работе были сформулированы требования к неразру-шающим методам и оборудованию контроля.

Они должны обеспечивать: локальность измерений; сканирование по поверхности пластины; возможность анализа по глубине; накопление данных измерений в памяти с последующей обработкой по алгоритму; безконтактность; системность, обеспечивающая сбор данных, полученных различными методами; операционность, обеспечивающая контроль в процессе или после воздействия хотя бы части технологических воздействий.

Из разработанных в ОАО «НИИПП» методов в основу предлагаемой методологии были положены зондовые методы: а) на стадии отработки технологии кремния - химические; б) на стадии входного и межоперационого контроля кремния - СВЧ-зондовые с контролем фотопроводимости на различных длинах волн; в) на стадии технологии формирования ФЭП - световые зондовые с различной длиной волны; г) на стадии ФМ - контроль интегральных параметров и эффективности; д) на стадии использования ФЭУ - мониторинг.

Такая методология с измерением функциональных и распределенных параметров по площади пластины позволяет наиболее оптимально определять корреляционные зависимости и корректировать ход технологического процесса изготовления.

Разработан комплекс методов и аппаратуры неразрутающего технологического и эксплуатационного контроля при производстве и испытаниях фотоэлектрических преобразователей, модулей и систем. Комплекс охватывает все этапы производства: от входного контроля сырья (кремния солнечного качества) до выходного контроля ФЭП и ФМ и эксплуатационного контроля ФМ (рис. 7.1, 7.2).

Пап» Сштгки и йлокп Пластины ш оэп

СБ и СЭК

Установка намерения распределения удельного сопротивления п вреыен» жнзпи на основе ЯОДНШЯЯШ датчиков (ОАО НШ1ПП. ООО ЧЗДШЩШИЕ№») Уста нов ки измерения интегральных н локальных Хара ктернстнк ФЭП Установка измерения «ланарной неоднородности (Технологических контроль ОАО П1ШПП) Mai .модель с погре ишост ью 5% Отчет АХО 2004т (ООО «ЛиапрктянегЬ»)

Входной контроль качеств кремния {ОАО НИИПП)

Мобильная станпня мониторинга. Патент (ОАОЕНШШ ПШТ ДВО РАН

Оптимизация конструкции ФЭП н ФМ Приняты на производство в ОАО ЩШПП

Рис. 7.1. Метрологический комплекс сквозного неразрушающего контроля на всех этапах производства и эксплуатации ФЭС

Основной алгоритм создания этого комплекса:

1. Показана перспективность создания неразрушающих СВЧ-методов для контроля распределения удельного сопротивления и времени жизни ННЗ. Новизной является использование автодинных датчиков в виде ГИС на многоме-зовых кристаллах диодов Ганна, что значительно упрощает создание установок для такого контроля. Выбор режима работы автодинных датчиков позволяет повысить точность и воспроизводимость измерений.

2. Проведены расчеты и получены экспериментальные зависимости, которые показывают необходимость учета явления растекания СВЧ-тока в полупроводнике при измерении удельного сопротивления структурно-неоднородных материалов в датчиках квазистатического типа. Проведено обоснование применимости СВЧ-метода измерения удельного сопротивления и времени жизни в структурно-неоднородном кремнии и разработаны технические решения, позволяющие проводить их измерения.

3. Разработан автодинный датчик для измерения времени жизни неравновесных носителей заряда СВЧ-методом. Конструкция датчика определяет локальность измерений (интервал значений d/D), для которых при заданных чувствительности измерительной схемы и режиме работы ошибка определения удельного сопротивления из СВЧ-измерений получается не более 3%.

4. Разработаны методика измерения, новый тип автодинного фотомодуляционного СВЧ-датчика и измерительная установка, позволяющая измерять время жизни неравновесных носителей заряда в кремниевых пластинах в диапазоне удельных сопротивлений от 0.5 до 10 Ом-см, а также объемное и эффективное время жизни неравновесных носителей заряда в диапазоне от 100 не до 5 мс.

5. Теоретически и экспериментально исследовано влияние планарной неоднородности ФЭП на его эффективность. Для изучения влияния неравномерного распределения электрофизических и конструкционных параметров ФЭП на его эффективность был использован метод, предложенный W. Shockley для изучения неоднородного р-n перехода. Показано, что наиболее существенный вклад в уменьшение эффективности ФЭП дают уменьшение диффузионной длины в подложке, увеличение скорости поверхностной рекомбинации на лицевой поверхности и увеличение темнового тока р-n перехода. Для измерения распределения фотоотклика ФЭП по его поверхности разработана методика и на ее основе создана установка для измерения дифференциальных параметров ФЭП. Методика основана на измерении изменения фототока в цепи смещения ФЭП при локальной засветке оптическим излучением (А, = 0.475, 0.59, 0.66, 0.86, 0.94 мкм) его лицевой поверхности при перемещение ФЭП по двум координатам относительно засветки.

6. Разработана методика оценки интегральных параметров ФЭП по результатам измерения локальных спектральных характеристик, что позволило теоретически рассчитать и экспериментально определить оптимальные параметры ФЭП. Разработаны автоматизированные комплексы измерения интегральных и локальных характеристик ФЭП, которые включены в технологический процесс изготовления ФЭП в ОАО «НИИПП». С использованием комплекса неразрушающего входного, технологического и эксплуатационного контроля проведены исследования по оптимизации конструкции ФЭП, выбор технологических параметров его изготовления, а также разбраковка исходного материала по неоднородности, что позволило увеличить КПД ФЭП лучших образцов с 12.5 до 15.4%. ,

7. Проведен анализ многолетних и многофакторных испытаний ФМ, в результате которых был определен комплекс доминирующих факторов, влияющих на работу ФМ в реальных условиях, на его основе спроектирована и изготовлена мобильная станция мониторинга работы ФМ. Мобильная станция измеряет основные характеристики ФМ совместно с температурой, влажностью, давлением воздуха, скоростью ветра, суммарной солнечной радиацией. С использованием мобильной станции проведены испытания кремниевых ФМ в различных регионах Сибири и Дальнего Востока. Собрана база данных, состоящая из метеопараметров и параметров ФМ.

8. Разработана статистическая модель ФМ, с помощью которой по измеренным в лабораторных условиях характеристикам ФМ и справочным метеоданным можно оценить вырабатываемую мощность с погрешностью не более 5%. Предложена методика прогнозирования вырабатываемой мощности ФМ. На примере Томска спрогнозированы и определены наиболее оптимальные режимы работы ФМ. Показано, что ФМ в течение года способен собрать 160 кВт-ч/м2. Эти данные позволяют проектировать автономные устройства с питанием от ФМ.

Метрологический комплекс удостоен диплома I степени на Первом открытом конкурсе инновационных проектов Сибири и Дальнего Востока в номинации «Энергетика и энергосбережение» (направление: «Перспективный коммерческий проект»). Характерной особенностью предложенной методологии является обеспечение локальных измерений с использованием источников излучения различной длины волны. Подобная методология позволяет в перспективе создать микроволновую микроскопию для использования ее в контроле наноматериалов, что является особенно актуальным для развития нано-индустрии. В развитии этого направления также будут важны методы многофакторного анализа и статистическое моделирование процессов структурно-неоднородных наноматериалов, в том числе органических фотопреобразователей.

Метологический подход и алгоритм применения предложенных нераз-рушающих методов и оборудования в дальнейшем будут развиты для организации такого контроля в производстве тонкопленочных и каскадных ФЭП, наиболее интенсивно развивающемся в настоящее время.

Эффективность

ФМ

Многолетний многопараметровый мониторинг

Мониторинг мобильный

Статмодель

Прогноз

Рис. 7.2. Метрологический комплекс

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Юрченко, Алексей Васильевич, 2009 год

1. Баранов Н.Н. Прямое преобразование энергии для автономной энергетики //Энергия: экономика, техника, экология. —2000. -№8. - С. 23-34.

2. Щербаков С.М. Системы электроснабжения с возобновляемыми источниками энергии //Материалы Международного научно-технического семинара. 2006. С. 140.

3. Каргиев В.М. Возобновляемая энергетика России — потенциал, современное состояние и перспективы // Вести в электроэнергетике. — 2004. № 3. -С. 33-36.

4. Энергетика России: проблемы и перспективы // Вестник Рос. акад. наук. — 2006. Т.76, № 5. - С. 387-448.

5. Беляев Ю.М. Стратегия альтернативной энергетики. Ростов н/Д: Изд-во Сев.-Кавк. науч. центра высш. шк., 2003. - 206 с.

6. Безруких П.П. Возобновляемая энергетика: Стратегия, ресурсы, технологии / П.П. Безруких, Д.С. Стребков М.: ВИЭСХ, 2005. - 263 с.

7. Программа A1LTENER и другие программы ЕК по развитию возобновляемой энергии // Возобновляемая энергия. -2000. — № 10. С. 6.

8. Программа США: Миллион солнечных крыш //Возобновляемая энергия. — 1998.-№4.-С. 10.

9. Энергия будущего — возобновляемая энергия. Стратегия Европейского Союза в области возобновляемых источников энергии // Возобновляемая энергия. -2000. № 10. - С. 14.

10. Попель О.С., Туманов B.JI. Возобновляемые источники энергии: состояние и перспективы развития // Альтернативная энергетика и экология. 2007. №2.-С. 135-148.

11. Новая энергетическая политика России /Под ред. Ю.К. Шафранника. М: Энергоиздат, 1995.-С.512.

12. Непомнящих А.И., Красин Б.А., Васильева И.Е., И.Е. Елисеев И.Е., Еремин В.П., Федосенко В.А., Синицкий В.В. Кремний для солнечной энергетики //Известия Томского Политехнического университета— 2000.— Т.303 Вып.2 — С. 176-190.

13. Мугуров В.П., Мартиросов С.Н. Экономическая оценка возобновляемой энергетики для автономного электроснабжения // Возобновляемая энергия. -1997 № 1.-С. 53.

14. Стребков Д. Наше место под солнцем //Наука и техника, 1994 № 6.-С. 26-29.

15. Аршинов М.Ю., БеланБ.Д. TOR-станция мониторинга атмосферных параметров //Оптика атмосферы и океана. 1994

16. Каргиев В.М. КПД солнечных элементов и модулей.//Возобновляемая энергия. 1998. - № 2. - С. 23.

17. ЧопраК.Л., Дас С.Р. Тонкопленочные солнечные элементы. М: Мир, 1986.-С.431.

18. Колтун М.М. Солнечные элементы. М.: Наука, 1987-С. 192.

19. Онищук С.А. Влияние особенностей структуры профилированного кремния на эффективность преобразования солнечной энергии / Автореф. дис. . канд. физ.-мат.наук. Одесса, 1990 —С. 18.

20. Викторов В.А., Луикии Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. — М.: Энергоатомиздат, 1988. — 208 с.

21. Григулис Ю.К. Электромагнитный метод анализа слоев полупроводниковых и металлических структур. — Рига: Зинатне, 1970. — 272 с.

22. Детинко М.В., Медведев Ю.В., Петров А.С. СВЧ резонаторный метод измерения удельного сопротивления и толщины полупроводниковых пластин и структур // Электромагнитные методы измерения и контроля. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 1985. С. 152—164.

23. Усанов Д.А., Тупикин В.Д., Скрипаль А.В., Коротин Б.Н. Использование эффекта автодинного детектирования в полупроводниковых СВЧ генераторах для создания устройств радиоволнового контроля // Дефектоскопия. 1995.-Т. 31, №5.-С. 16-20.

24. Методы и аппаратура для измерения параметров полупроводников и диэлектриков // Материалы науч.—техн. совещания (сентябрь 1988 г.) / ЦНИИ электроника. М., 1988. - 88 с.

25. Детинко М.В., Медведев Ю.В., Скрыльников А.А. Проблемы неразру-шающей диагностики поверхности полупроводниковых и металлических материалов // Программа юбил. науч.-техн. конф. СФТИ. Томск, 1998. — С. 3.

26. Наливайко Б.А., Воторопин С.Д. Установка для измерения удельного сопротивления полупроводников фотомодуляционным методом на СВЧ // Тр. 4-й Всесоюз. конф. «Радиоизмерения». Каунас, 1971. - Т. 2. - С. 182-184.

27. Наливайко Б.А., Воторопин С.Д. Резонаторный метод контроля полупроводников // Электронная техника. Сер 12. Физико-химические методы контроля в электронике. 1971.— Вып. 4(10). — С. 8—11.

28. Ахманаев В.Б., Медведев Ю.В., Петров А.С. Резонатор для бесконтактного измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ. 1981. - Вып. 4. — С. 48-51.

29. Ковтонюк Н.Ф., Концевой Ю.А. Измерение параметров полупроводниковых материалов. М.: Металлургия, 1970. — 429 с.

30. Детинко М.В., Медведев Ю.В., Петров А.С. Физические основы неразру-шающего СВЧ резонансного метода локального контроля электрофизических параметров полупроводников. — Томск: Изд-во Том. ун-та, 1988. — 30 с.

31. Лапатин Л.Г., Воторопин С.Д. Бесконтактные методы и аппаратура для измерения электрофизических параметров полупроводников // 15-я Меж-дунар. конф. «Крымико-2005»: Тр. конф. (Севастополь, сентябрь 2005 г.).- Севастополь, 2005. С. 791-792.

32. Лапатин Л.Г., Воторопин С.Д. Неразрушающие методы контроля электрофизических параметров полупроводниковых материалов // The Seventeenth Asia-Pacific Microwave Conference (APMC'2005) December 4-7 2005.- Suzhou, China, 2005.

33. Воторопин С.Д., Носков В.Я. и др. Автодинные СВЧ-датчики для бесконтактных измерений и контроля // 1П Крымская конф. «КрыМиКо-92»: Сб. докл. Севастополь, 1992.-С. 159-164.

34. Петров А.С. Теоретические и экспериментальные исследования бесконтактных СВЧ методов измерения электрофизических параметров полупроводниковых материалов и структур: Отчет по НИР / СФТИ; А.С. Петров с соавт. -№ ГР 01817014095. Томск, 1985.-С. 60-69

35. НИР «Традиция»: Исследование и разработка бесконтактных методов СВЧ диагностики и межоперационного контроля технологии изготовления диодов Ганна ГР № 15 (научный руководитель В.И. Юрченко). Томск, 1988.

36. Павлов Л.П. Методы определения основных параметров полупроводниковых материалов. — М.: Высш. шк., 1976. — 102 с.

37. Исследование возможности измерения времени жизни неравновесных но2 6сителей тока в материале А В СВЧ методом: Отчет о НИР (заключительный) / СФТИ; Руковод. А.С. Петров. № ГР 01821037077; Инв. № Б.к. -Томск, 1982.-45 с.

38. НИР «Тревога»: Исследование возможности создания установки для измерения удельного сопротивления структур п+—п-п+ арсенида галлия и фосфида индия неразрушающим методом (научный руководитель В.И. Юрченко). Томск, 1980.

39. Павлов Н.И., Басова М.П. Бесконтактный емкостной метод определения удельного сопротивления и холловской подвижности высокоомных полупроводниковых материалов // Электронная техника. Сер. Материалы. — 1975. Вып. 8 - С. 125.

40. Ахметов В.Д.,. Фатеев Н.В Инфракрасная томография времени жизни и диффузионной длины носителей заряда в слитках полупроводникового кремния // Физика и техн. полупроводников. — 2000. — Т. 35, вып. 2.— С. 40-47.

41. Непомнящий А.И., Красин Б.А., Токарев А.С., Шамирзаев Т.С. Структура и электрофизические свойства мультикристалического кремния // Сб. тезисов конф. «Кремний 2004 (г. Иркутск, 5-9 июля 2004)». Иркутск, 2004. - С. 45.

42. Божков В.Г., Генеберг В.А., Куркан К.И., Перфильев В.И. Монолитные и квазимонолитные модули и устройства миллиметрового диапазона длин волн // Электронная промышленность. 2001. - №5 - С. 77-97.

43. Воторопин С.Д., Юрченко В.И. Радиофизические аспекты использования интегрированных автодинных датчиков КВЧ диапазона и устройств на их основе // Электронная промышленность. — 2002. — Вып. 2—3. — С. 150-152.

44. А.с. 143302 СССР, МКИ Н03В 9/00, 9/12. Полосковое СВЧ устройство / С.Д. Воторопин, В.И. Юрченко, Б.А. Наливайко и др. (СССР). -№2259068; Заявл. 18.06.79; Зарег. 06.05.80. 3 е.: ил. 1.

45. А.с.902642 СССР МКИ Н03В 9/12. Сверхвысокочастотный генератор / С.Д. Воторопин, В.И. Юрченко, Б.А. Наливайко и др. (СССР). -№ 2982370/09; Заявл. 17.09.80; Зарег. 01.10.81. 3 е.: ил. 1.

46. А.с.147955 СССР МКИ Н03В 9/12. Полосковый генератор / С.Д. Воторопин, В.И. Юрченко, Б.А. Наливайко и др. (СССР). № 2266782/09; Заявл. 01.10.79; Зарег. 07.08.80.-2 е.: ил.1.

47. Воторопин С.Д., Юрченко В.И. Генерирующие структуры в виде ГИС с элементами микромеханики // ТКЭА. 2004. - Вып. 1. - С. 7-10.

48. Лексиков А.А., Давидюк А.В., Коваленко А.А. Микрополосковые датчики для локального измерения поверхностного сопротивления на СВЧ // X

49. Междунар. конф. «КрыМиКо-2006»: Сб. докл. (Севастополь, октябрь 2006 г.). Севастополь, 2006. - С. 743-745.

50. Воторопин С.Д. Гибридно—интегральные схемы КВЧ на диодах Ганна // V Междунар. конф. АПЭП-2000: Сб. докл. (Новосибирск, 26-29 сентября 2000 г.). Новосибирск, 2000. - С. 114-116.

51. Воторопин С.Д., Юрченко В.И. Использование кремния для изготовления автодинных устройств КВЧ диапазона // Тр. конф. «Кремний—2006» (Красноярск, июнь 2006 г.). — Красноярск, 2006.

52. Юрченко А.В., Чихман А.В., Мызгин B.C. и др. Автоматизированная установка на основе автодинных датчиков КВЧ—диапазона для контроля материалов // Электронная промышленность. —1998. — № 1-2, С. 136-137.

53. Бондаренко И.Н., Гордиенко Ю.Е., Ларкин С.Ю. Системы формирования информационных сигналов в резонаторной микроволновой микроскопии // 19-я Междунар. конф. «КрыМиКо-2009»: Сб. докл. (Севастополь, сентябрь 2009 г.) Севастополь, 2009 - С. 563-564.

54. Юрченко А.В., Юрченко В.И., Воторопин С.Д. Автодинные датчики в измерительной технике. Томск: Изд-во Том. политехи, ун-та, 2009. - 128 с.

55. Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. т.1. С. 69-139.

56. Панков Ж. Оптические процессы в полупроводниках. М.: -Мир, 1973. 456 С.

57. Kowalski P., Lankford W.F., Schafft Н.А. Nondestructive measurement of solar cell sheet resistance using a laser scanner. IEEE Trans. Electron Devices, — Vol.ED-31, № 4, 1984, May. P.5 66-570.

58. Rohatgi A., Weber E.R., Kimerling L.C. Opportunities in silicon photovoltaics and defect control in potovoltaic materials. Journal of electronic materials, Vol.22, №1, 1993. P.65-72.

59. ФаренбрухА., Бьюб P. Солнечные элементы. Теория и эксперимент. М.: Энергоатомиздат, 1987.

60. Pelanchon F. and Mialhe P. Optimization of solar cell performance. Solid-State Electronics, Vol.33, №1, 1990. P.47-51.

61. Chapin D.M., Fuller C.S., Pearson G.L. New silicon р-n junction photocell for converting solar radiatoin into electrical power // J.Appl.Phys., 25, 1954. P.676.

62. ГОСТ 28977-91 (МЭК 904-1-87). Фотоэлектрические приборы. Часть 1. Из мерение фотоэлектрических ВАХ. М.: Издательство стандартов, 1991.

63. ГОСТ 28977-91 (МЭК 891-87). Фотоэлектрические приборы из кристаллического кремния. Ч. 2. —Методика коррекции по температуре и облученности результатов измерения ВАХ. М.: Издательство стандартов, 1991.

64. Юрченко А.В., Саврасов Ф.В., Юрченко В.И. Реальная стоимость энергии от ресурсов до потребителя // Изв. Том. политехи, ун-та. - 2009. - Т. 314, №3. -С. 43-46.

65. Юрченко А.В. Эффективность планарно-неоднородных фотоэлектрических преобразователей // Электронная промышленность. 2002. — № 2—3. — С. 183-185.

66. Юрченко А.В., Ушеренко А.А. Планарная неоднородность фоточувствительности фотоэлектрических преобразователей // Электронная промышленность. 1998. -№ 1-2. - С. 17-21.

67. Lucovsky G. Photoeffects in nonuniformly irradiated р-n junction //J.Appl. Phys. Vol. 31(6), 1960. P.1088-1095.

68. Юрченко A.B., Ушеренко А.А. Модель неоднородного фотоэлектрического преобразователя // Материалы VII Рос. конф. «GaAs-99». Томск: Том, госу. ун-т, 1999. С. 50-51

69. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул //Москва. Высш. шк., 1998.

70. Лапатин Л.Г., Воторопин С.Д. Бесконтактные методы и аппаратура для измерения электрофизических параметров полупроводников // 15-я Меж-дун. конф. «Крымико-2005»: Тр. конф. Севастополь, сентябрь-2005. Севастополь, 2005. С. 791-792.

71. Воторопин С.Д., Юрченко В.И. Автодинные микроволновые датчики на маломощных диодах Ганна // VIII Междунар. конф. «Датчик-96»: Сб. докл. Гурзуф, 1996. - С. 61-62.

72. Воторопин С.Д., Юрченко А.В., Юрченко В.И. и др. Автоматизированная установка на основе автодинных датчиков КВЧ диапазона для контроля материалов // Электронная промышленность. 1998. - Вып. 1-2. - С. 136— 137.

73. Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения параметров технологических процессов. М.: Энергоатомиздат, 1988.

74. Воторопин С. Д., Носков В .Я. Анализ режимов работы автодинных ГИС КВЧ на мезапланарных микромощных диодах Ганна // Изв. вузов. Физика.- Томск, 2002. С. 88-96.

75. Воторопин С.Д., Носков В.Я. Сигналы автодинов КВЧ диапазона длин волн при контроле параметров подвижных объектов // Изв. вузов. Физика.- Томск, 2000. Вып.7. - С. 54-60.

76. Методы и аппаратура для измерения параметров полупроводников и диэлектриков: Материалы научно-технического совещания, (сентябрь 1988 г.) ЦНИИ электроника. М., 1988.

77. Воторопин С.Д., Юрченко В.И. Автодины на диодах Ганна и устройства на их основе // Электронная промышленность. 1998. - Вып. 1-2. — С.110-115.

78. Воторопин С.Д., Носков В.Я. и др. Автодинные СВЧ-датчики для бесконтактных измерений и контроля // III Крым. конф. «СВЧ-техника и спутниковые телекоммуникационные технологии»: Материалы конф. — Севастополь, 1992.-С. 159-164.

79. Усанов Д.А., Тупикин В.Д., Скриапль А.В., Коротин Б.Н. Использование эффекта автодинного детектирования в полупроводниковых СВЧ— генераторах для создания устройств радиоволнового контроля // Дефектоскопия. 1995. - Т. 31, № 5. - С. 16-20.

80. А.с. № 192616 СССР МКИ НОЗВ 9/12. Генератор СВЧ колебаний / С.Д. Воторопин, В.И. Юрченко, Б.А. Наливайко (СССР). 3052738; Заявл. 02.11.82; Зарег. 02.09.83. - 2 е.: ил.1.

81. А.с. № 143302 СССР МКИ НОЗВ 9/00, 9/12. Полосковое СВЧ устройство / С.Д. Воторопин, В.И. Юрченко и др. 2259068; Заявл. 18.06.79; Зарег. 06.05.80.-3 е.: ил. 1.

82. Носков В.Я. Анализ автодинного СВЧ—датчика для бесконтактного измерения и контроля размеров изделий // Измерительная техника. 1992. — Вып. З.-С. 24-26.

83. Рогожников A.JI., Плющеева Г.А., Пасечная Т.Н. Методика бесконтактного измерения параметров эпитаксиальных и диффузионных слоев полупроводниковых материалов // Электронная техника. Сер. 1. Эл. СВЧ. — 1980.-Вып. 10.-С. 33-35.

84. Левдикова Т.Л. Об измерении электрических характеристик диэлектриков и полупроводников с помощью резонатора на запредельном волноводе // Изв. вузов. Физика. 1971. - № 1- С. 88.

85. НИР «Тревога»: Исследование возможности создания установки для измерения удельного сопротивления структур п+к — п — n's арсенида галлия и фосфида индия неразрушающим методом (научный руководитель В.И. Юрченко.). Томск. 1980.

86. НИР «Традиция»: Исследование и разработка бесконтактных методов СВЧ диагностики и межоперационного контроля технологии изготовления диодов Ганна. ГР № 15 (научный руководитель В.И. Юрченко). -Томск, 1988.

87. Павлов Н.И., Басова М.П. Бесконтактный емкостной метод определения удельного сопротивления и холловской подвижности высокоомных полупроводниковых материалов // Электронная техника. Сер. Материалы. -1975.-Вып. 8.-С. 125.

88. Давыдов А.Б., Арапов Д.Г. Измерение электропроводности полупроводниковых эпитаксиальных пленок на СВЧ // ПТЭ. — 1967. — № 6 С. 113-115.

89. Гордиенко Ю.Е., Старостенко В.В. Измерение толщины и удельного сопротивления с помощью техники СВЧ // Материалы Всесоюз. симпозиума «Генерация СВЧ колебаний на эффекте Ганна». Новосибирск, 1974. -С. 366.

90. Ахметов В.Д., Фатеев Н.В. Инфракрасная томография времени жизни и диффузионной длины носителей заряда в слитках полупроводникового кремния // Физика и техн. полупроводников. — 2000. Т. 35, вып. 2. — С. 40-47.

91. А.с. 562257. СССР, МКИ G01R 31/26. Устройство для определения типа проводимости полупроводников / И.В. Завалин, А.В. Иващенко, В.К. Максимов (СССР). №2496132/18-25; Заявл. 13.02.76; Опубл. 05.06.77. Бюл. №21.-2 с.

92. А.с. 410334. СССР. Устройство для измерения распределения удельного сопротивления по поверхности полупроводниковых материалов / С.Д. Воторопин, Б.А. Наливайко по заявке № 1619302/18-10 от 16.11.1971 г. МПК GO 1R27/02. Опубл. БИ№ 1 05.01.74.

93. А.с. 1137379. СССР Измерительный СВЧ резонатор / С.Д. Воторопин, Б.А. Наливайко по заявке № 3420848/24-09 от 07.04.1982 г. МПК G01N 22/00. Опубл. БИ № 4 30.01.85.

94. Непомнящий А.И., Красин Б.А., Токарев А.С., Шамирзаев Т.С. Структура и электрофизические свойства мультикристалического кремния // Сб. тезисов конф. «Кремний 2004» (Иркутск, 5-9 июля 2004 г.). Иркутск, 2004. - С. 45.

95. Бородовский П.А., Булдыгин А.Ф., Токарев А.С. СВЧ измерения распределения времени жизни по диаметру и длине слитка кремния // Сб. тезисов конф. «Кремний 2006» (Красноярск, 4-6 июля 2006 г.). Красноярск, 2006. - С. 102.

96. Наливайко Б.А., Воторопин С.Д. Установка для измерения удельного сопротивления полупроводниковых эпитаксиальных плёнок фотомодуляционным методом на СВЧ: Тр. 4-й Всесоюз. конф. «Радиоизмерения». Каунас: КНИИРИТ. 1971. Т. 2- С. 182-184.

97. Литвин С.В., Юрченко В.И. Исследование многослойных эпитаксиальных структур в проходном резонаторе // Электронная техника. Сер. 2. Полупроводниковые приборы. 1981. — Вып. 7(150). — С. 2-6.

98. Малышев В.А Измерение удельного сопротивления полупроводниковых материалов методом сопротивления растекания // Обзоры по электронной технике — Сер. Полупроводниковые приборы. — М., 1978. Вып. 6(204), с. 126.

99. Cox R.H., Stack Н. Ohmic contacts for GaAs devices // SSE 1967. - Vol. 10. -P. 1213-1218.

100. Давыдов А.Б., Арапов Д.Г. Измерение электропроводности полупроводниковых эпитаксиальных пленок на СВЧ // ПТЭ. 1967. — № 6. - С. 113.

101. Литвин С.В., Юрченко В.И. Анализ включения полупроводниковой структуры в резонаторе на проход // 2-я науч.—практ. конф. НИИ!ill. — Томск, 1981.-С. 34.

102. Гусятинер М.С. Эквивалентная схема структуры смесительных и детекторных полупроводниковых СВЧ диодов // Электронная техника. Сер. Полупроводниковые приборы. 1977. - № 6(116). - С. 80-82.

103. ПЗ.Рамо С., Уиннери Дж. Поля и волны в современной радиотехнике / Пер. с англ. М.; Л.: ОГИЗ ГИТТЛ, 1948.

104. Литвин С.В., Юрченко В.И. Учет явления растекания тока при измерении удельного сопротивления многослойных эпитаксиальных структур в резонаторе квазистатического типа // Изв. вузов. Радиоэлектроника. 1988. - Рус. Деп. в ВИНИТИ .

105. Ушеренко А. А., Юрченко В.И. Автоматизированная контрольно-измерительная аппаратура для технологического контроля // Электронная промышленность. 1993. - № 9. - С. 50-53.

106. НИР (поиск) «Требование»: Разработка требований к эпитаксиальному фосфиду индия, применяемому для изготовления диодов Ганна (ответственный исполнитель В.И. Юрченко.). Томск, 1981.

107. Ахманаев В.Б., Медведев Ю.В., Петров А.С. Резонатор для бесконтактного измерения удельного сопротивления полупроводниковых материалов // Электронная техника: Сер. Электроника СВЧ. 1981. — Вып. 4. — С. 48-51.

108. Разработка научно-производственной базы получения кремния солнечного кремния и изготовление энергетических комплексов на основе кремния: Отчет по НИР /Рукопись. Томск: ФГУПНИИПП, 1999.

109. Отчет по НИР «Очистка», ФГУП «НИИПП». Томск, 1999.

110. Непомнящих А.И., Красин Б.А., Васильева И.Е., И.Е. Елисеев И.Е., Еремин В.П., Федосенко В.А., Синицкий В.В. Кремний для солнечной энергетики //Известия Томского Политехнического университета- 2000.-Т.ЗОЗ-Вып.2 — С. 176-190.

111. Аршинов М.Ю., Белан Б.Д. и др. Автоматический пост для мониторинга малых газовых составляющих атмосферного воздуха // Метеорология и гидрология. 1999. - № 3. - С. 110-118.

112. Юрченко А.В. Экологические аспекты технологии производства и использования солнечных батарей // Материалы международного семинара «Альтернативные источники энергии и проблемы энергосбережения (СПб., 30 мая 1 июня, 2005 г.) - СПб., 2005. - С. 31-33.

113. Юрченко А.В., Юрченко В.И. Мониторинг изменения и анализ роли малых долей веществ в производстве и работе СБ // Полифункциональныехимические материалы и технологии. Сб. статей // Под. ред. Ю.Г. Слижова. Т.2. Томск, 2007. С. 321-323.

114. Юрченко А.В., Юрченко В.И. Физические основы метрологии дефектов в полупроводниковых фотоматериалах и тестирование сложных соединений на основе GaAs. // Материалы VII Российской конференции «GaAs-99». -Томск. Томск, гос. ун-т, 1999.

115. Юрченко А.В., Юрченко В.И., Использование синхротронного излучения для изготовления и испытания солнечных элементов // Российская конференция по использованию синхротронного излучения. СИ-2002. Новосибирск, 2002.- С. 131.