Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar II xalqaro ilmiy anjumani

Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar

II xalqaro ilmiy anjumani 
 
19-20 noyabr 2021 yil 
557 
не поглощенные фотоны с энергией меньшей ширины запрещенной зоны 76 
%; перевод в тепловую части энергии фотонов, большей, чем ширина 
запрещенной зоны 57 %; отражение 95,8 %; коэффициент собирания 66,8 %; 
фактор напряжения (qVхх/Eg) 54,4 %; коэффициент заполнения ВАХ 83 %; 
рекомбинация в области объемного заряда 96 %; последовательное 
сопротивление 96 %. Ряд источников потерь, таких как 1, 2, 5, 7 является 
характерным для выбранного материала и не могут быть снижены. Полагая 
остальные источники потерь равные нулю получим, что предельный КПД 
солнечных элементов на основе кремния равен 31% при Jк.з.=44мА/см
2
. 
В последние время улучшение характеристик серийно выпускаемых 
кремниевых солнечных элементов достигается главным образом за счет 
уменьшения потерь носителей заряда, рожденных коротковолновой частью 
солнечного спектра во фронтальном слое, увеличения напряжения холодного 
хода (путем варьирования уровней легирования) и повышения радиационной 
стойкости. На примере фиолетового элемента, созданного фирмой Comsat, 
можно продемонстрировать направления указанных усовершенствований. В 
этом элементе существенно повышена чувствительность к голубой и фио-
летовой частям солнечного спектра за счет уменьшения толщины 
диффузионного лицевого слоя n-типа до 0,1- 0,2 мкм и увеличения времени 
жизни неосновных носителей заряда в этом слое. В предшествующих 
конструкциях диффузия атомов Р до глубин около 5 мкм сопровождалась 
образованием так называемого мертвого слоя толщиной около 0,1 мкм, в 
котором концентрация атомов достигала предела растворимости в кремнии,
а время жизни не превышало примерно 10
-10
с. Стремление приблизить р-n 
переход к поверхности вполне понятно, если учесть, сколь большая часть 
солнечного света поглощается на малой глубине и насколько велики потери 
носителей заряда из-за их рекомбинации в переднем легированном слое 
элементов. Логическим пределом движения в этом направлении являются 
поверхностно-барьерные солнечные элементы разных типов, вовсе не со-
держащие легированного слоя, так что поле объемного заряда подходит 
вплотную к поверхности. Устранение мертвого слоя в фиолетовом элементе 
косвенно приводит к значительному увеличению коэффициента заполнения 
FF и напряжения холостого хода. Чтобы обеспечить поглощение всех 
падающих фотонов солнечного излучения с энергией больше Eg толщина 
базовой области должна быть не менее 200 мкм. 
В связи с увеличением диапазона спектрального отклика в фиолетовом 
элементе, спектральная чувствительность в коротковолновой области 
спектра начинается с 0,35, а не с 0,45 мкм, как в предшествующих элементах, 
просветляющие покрытия на основе оксида кремния или оксида титана 
заменены на диоксид тантала. Также была предложена новая конструкция 
контактной сетки для компенсации более низкой проводимости утонченного 
n слоя. Дальнейшее повышение КПД на принципиально новой основе 

---