Заключение

В данной дипломной работе была рассмотрена разработка конструкции и технологии преобразователей солнечной энергии на основе p-n структур. В результате изучения литературных данных было установлено, что для преобразователей солнечной энергии использовались однокомпонентные полупроводники, двухкомпонентные соединения и твердые растворы на их основе, трехкомпонентные полупроводниковые соединения, многокомпонентные полупроводниковые соединения.

Установлено, что наиболее подходящими для изготовления преобразователей солнечной энергии являются материалы двойных полупроводниковых соединений (ZnSe, CdTe, CuInSe₂, CuInS₂, CuGaS₂) и твердых растворов на их основе, так как они обладают рядом преимуществ. Как правило, солнечные элементы на основе этих материалов обеспечивают большое значение КПД, имеют высокую радиационную стойкость и эффективно преобразовывают концентрированное солнечное излучение.

Изучены различные методы формирования пленочных компонентов полупроводниковых преобразователей оптических излучений. Показано, что наиболее предпочтительными мето­дами формирования металлических, полупроводниковых и диэлектрических пленочных структур ИП являются методы вакуумного испарения и ионно-плазменного распыления из газовой фазы вследствие их универсальности, боль­ших функциональных возможностей и высокого качества формируемых пленок.

Рассмотрены современные разработки преобразователей солнечной энергии и установлено, что наиболее оптимальной разработкой является фотоэлектрохимический суперконденсатор, разработанный сотрудниками физического института им. П.Н.Лебедева РАН (ФИАН). Так как он способен прямо преобразовывать солнечную световую энергию в электрическую и параллельно накапливать ее с высокой плотностью. В результате чего возможно уменьшить стоимость солнечной электроэнергии, а также продлить срок службы накопителя энергии солнечных электростанций.

В ходе анализа методов формирования гомодиодов в структурах ИП установлено, что наиболее эффективным оказался метод диффузии в открытой трубе, который позволяет получать качественные р-n структуры на лю­бом полупроводнике (элементарный, химическое соединение) с хорошей вос­производимостью электрофизических параметров. Благодаря диффузионному методу возможно получить достаточно высокие значения поверхностной концентрации, уменьшить рабочий цикл и упростить технологию производства.

Также были изучены методы получения высококачественных чувст­вительных элементов преобразователей оптических излучений в результате чего, наиболее подходящим методом можно считать метод эпитаксии. Основными достоинствами которого является: простота конструктивного оформления процесса; сравнительно невысокие температуры, возможность предотвращения загрязнения материалом контейнера; возможность автоматизации процесса; осуществление непрерывного процесса.

Был рассмотрен технологический процесс производства миниатюрных полупроводниковых пре­образователей излучений на базе твердотельной и гибридно-пленочной техноло­гии, позволяющий обеспечить серийное производство новых классов полупро­водниковых преобразователей оптических излучений, преобразователей солнеч­ной энергии.

Разработан преобразователь солнечной энергии ИК-спектра на основе ге­теропереходных функциональных элементов из соединений A_nB_m, обладающий высокими электрофизическими свойствами такими как: пороговая чувствительность Si ~ 3,5 - 5 мА/Вт, диапазон спектральной чувствительности Δλ = 0,4 - 3,0 мкм, тем-новое сопротивление R_T ~ 5∙10⁶... 10⁷ Ом, рабочие напряжение U_a = 5... 20 В.

Синтезирован полупроводниковый преобразователь фононных излучений лучистой энергии на основе многослойной фотодиодной матрицы с системой ее охлаждения. Гранитная длина волны преобразователя А~12 мкм; ток фотоотклика при Т = 50 °С 1ф ~ (3-5) ∙ 10^-4 А.

Создан преобразователь солнечной энергии видимого спектра на основе гетероструктур из соединений A_nB_m. Благодаря размещению на общем металлическом осно­вании двух фоточувствительных структур с обратным расположением р- и n-областей позволило увеличить генерируемую фото-ЭДС до 2,6 В, а выходную мощность до 50 мВт/см.

В экономической части были проведены расчеты инвестиций в в основной и оборотный капитал. Затраты на приобретение нематериальных активов. Произведен расчет заработной платы работающих за период 2012г – 2014 г. Также выполнен расчет отпускной цены продукции. Определена экономическая эффективность.

В разделе охрана труда были составлены требования к производственной санитарии. Выявлены опасные и вредные производственные факторы техпроцесса. Рассмотрены требования безопасности к оборудованию и рабочим местам, требования по пожарной и электробезопасности, метрологические условия, требования к освещенности рабочих мест и вентиляции производственных помещений. Описаны действия для оказания первой помощи при несчастных случаях. Произведен расчет величины тока, проходящего через тело человека.