ПРИБОР ИМИТИРУЕТ СОЛНЦЕ

ПРИБОР ИМИТИРУЕТ СОЛНЦЕ

Повысить уровень исследований при создании солнечных элементов поможет ученым новое оборудование, которое пополнило технический арсенал гермозоны Академического университета. О двух установках нового поколения, приобретенных в нынешнем году, рассказывает заведующий лабораторией возобновляемых источников энергии, кандидат физико-математических наук Иван Мухин.

- ИВАН, У ВАС ПОЯВИЛСЯ СОЛНЕЧНЫЙ ИМИТАТОР. ЧТО ЭТО ЗА ПРИБОР?

- Мы занимаемся проектированием и созданием экспериментальных образцов солнечных элементов. Для их тестирования важно не зависеть от погодных условий и условий освещенности на улице. Для этого и нужны солнечные имитаторы, которые используют ксеноновые лампы, очень близкие к солнечному излучению. Можно представить излучения солнца в виде абсолютно черного тела, разогретого до 5800 градусов. Ксеноновая лампа в принципе близка к этому излучению. Плюс существует еще набор фильтров, которые вырезают некоторые пики из спектра ксенонового излучения, приближая излучение к солнечному. Существуют разные стандарты, которые были введены в 1970-80-е годы в Америке и распространены на весь мир. На них принято опираться при описании исследований.

- ТО ЕСТЬ, ЭТО ОБЩИЙ ЯЗЫК ДЛЯ ВСЕХ? - Это общение на одном языке. - И ВЫ ДО СИХ ПОР РАБОТАЛИ БЕЗ ИМИТАТОРА? - Имитатор был, но - полуручной, полудомашний, сделанный нашими умельцами. У него была не очень высокая стабильность. А этот прибор гарантирует не только температурную стабильность, но и все спектральные и временнЫе характеристики, что обеспечивает надежность и достоверность получаемых результатов.

- КТО ПРОИЗВОДИТ ТАКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ?

- Это немецкая техника. К сожалению, в России не очень развито производство таких приборов. А те, что есть, пока что не гарантируют стабильных характеристик.

Второе приобретение, о котором рассказал Иван Мухин - английское, производства компании "Oxford Instruments". Это оборудование ученый назвал "расширением к установке плазмо-химического травления в индуктивно связанной плазме.

- Я попробую проще сказать... - говорит Иван Мухин, читая невольный вопрос в глазах собеседника. - Производство солнечных элементов - это достаточно длинный технологический процесс с использованием большого количества оборудования. Первое - это молекулярно-пучковая эпитаксия: нужно вырастить полупроводниковую гетероструктуру. Есть машины, которые формируют на подложке набор слоев. Но это еще не готовый солнечный элемент. Следующий этап - нужно к нему сформировать токособирающие контакты. И последний этап или один из этапов в постпроцессе - необходимо разбить солнечные элементы на определенные площадки. Для точности измерений нам надо добиться, чтобы у этих микроплощадок были идеально ровные вертикальные стенки. Для этого и была приобретена система охлаждения подложки.

- ЭТО И ЯВЛЯЕТСЯ "РАСШИРЕНИЕМ" К ВАШЕЙ УСТАНОВКЕ? - Да. Преимущество этого "расширения" в том, что оно обеспечивает контроль температуры подложки, в том числе до низких температур - минус 150 градусов Цельсия. С ее помощью можно добиться того, что травление будет анизотропным и стенки будут максимально вертикальными. Это и есть наше новое приобретение.

- КАК Я ПОНИМАЮ, ОНО СТАНЕТ СОСТАВНОЙ ЧАСТЬЮ ОБОРУДОВАНИЯ, КОТОРОЕ УЖЕ ЗАДЕЙСТВОВАНО?

- Верно. И это даст возможность улучшить качество травления полупроводниковых гетероструктур, что в свою очередь повысит качество производимых солнечных элементов, а также плазмонных и фотонных структур. У нас есть повышенные требования к качеству производства структур.

- ГДЕ ЭТО ОБОРУДОВАНИЕ БУДЕТ ПРИМЕНЕНО В БЛИЖАЙШЕЕ ВРЕМЯ?

- Мы взаимодействуем с университетом ИТМО, работаем в направлении солнечной энергетики и плазмоники, фотоники кремниевой. В частности, у нас была задача получить однородные кремниевые диски с хорошими вертикальными стенками. И на новом оборудовании это все можно осуществить гораздо легче, чем на старом.

- БОЛЬШАЯ ЛИ РЕДКОСТЬ ЭТИ ПРИОБРЕТЕНИЯ НА ФОНЕ ТОГО, ЧТО ЕСТЬ В СТРАНЕ? - Не могу сказать, что это уникальное оборудование, но достаточно редкое. В Петербурге, наверное, есть несколько таких машин. Но с ними очень сложно взаимодействовать.

- ОБОРУДОВАНИЕ КАКИХ СТРАН СОБРАНО У ВАС В ГЕРМОЗОНЕ?

- В основном зарубежное - французское, американское, английское, немецкое. Оно, может быть, не принципиально новое - какое-то приобреталось семь-восемь лет назад. За это время уже появились новые модификации, но технологические процессы не сильно меняются. Может быть, упрощается сам процесс травления, он становится более автоматизированным, но в принципе качественно может не меняться.

- КАКОВА СЕЙАС В МИРЕ ДИНАМИКА СТАРЕНИЯ ТАКОГО ОБОРУДОВАНИЯ?

- Оно технологически устаревает за пять-семь лет, но на нем по-прежнему можно работать. Если, к примеру, сравнить современные зондовые микроскопы с микроскопами десятилетней давности, то они сильно отличаются. Но хорошие результаты можно получать и на приборе, произведенном десять лет назад. Хотя это, конечно, менее удобно. Бывают случаи, когда какую-то технологическую процедуру проще выполнить за рубежом, чем приобретать оборудование.

- ЭТО ЗА ДЕНЬГИ ДЕЛАЕТСЯ? - По-разному. Иногда бартер, иногда за совместные публикации, иногда за финансирование. Это может быть и совместный грант. - НА КАКОМ ЯЗЫКЕ, ВЗАИМОДЕЙСТВУЯ, ВЫ ОБЩАЕТЕСЬ С ЗАРУБЕЖНЫМИ КОЛЛЕГАМИ? - За рубежом работает очень много русских, поэтому часто это облегчает коммуникацию. Выясняется, что кто-то с кем-то когда-то работал или какие-то рекомендации можно получить. Так что русский язык - в ходу. Но чаще всего - английский. Когда мы с ними переписываемся, мы используем английский, потому что в обсуждении участвует не только один ученый, но и его коллеги. Там, как всегда, большой интернационал.

- С КЕМ ИЗ ИНОСТРАНЦЕВ СОТРУДНИЧАЕТ ВАША ЛАБОРАТОРИЯ?

- У нас большие связи с Францией, есть контакты с Германией. Сейчас мы - на стадии развития отношений с Датским технологическим университетом. Правда, их исследования больше относятся к области фотоники, в меньшей - к солнечным элементам, чем занимаемся мы.

- ВЫ В ЧЕМ-ТО ОПЕРЕДИЛИ ИХ?

- Мы чаще не конкурируем, а дополняем друг друга. У нас один набор компетенций, у них другой. Мы их объединяем и получаем более серьезное исследование.

Фоторепортаж Юрия Белинского

Текст Олега Сердобольского