Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги наманган муҳандислик – Қурилиш

СВОЙСТВА КОНЦЕНТРАТОРНЫХ GaAs/AlGaAs 
ФОТОПРЕОБРАЗАВАТЕЛЕЙ, ПРОЗРАЧНЫХ К 
НЕФОТОАКТИВНЫМ ФОТОНАМ 
проф. М.А. Абдукадыров, доц. Н.А.Ахмедова, доц. А.С. Ганиев 
(ТУИТ им.Мухаммад ал-Хоразмий) 
Повышение эффективности преобразования солнечной энергии в 
широком диапазоне концентрации светового потока, как известно, 
предусматривает наряду со снижением потерь на последовательном 
электрическом сопротивлении улучшение отвода больших удельных 
тепловых потоков от p-n перехода [1]. 
Нами исследованы тепловые свойства фотопреобразователей (ФП) на 
основе GaAs/AlGaAs гетероструктур, полученных методом жидкофазной 
эпитаксии на монокристаллических подложках GaP. Суммарная толщина 
GaAs р- и n-типа проводимости не превышает 5 мкм, а толщина подложки 
составляет ~100мкм. Исследованные структуры имеют симметричные 
контактные сетки на поверхностном AlGaAs и тыльном GaP. 
Концентрирование солнечных потоков осуществлялись с помощью линз 
Френеля. 

---

66 
Как показали проведенные исследования, благодаря малой суммарной 
толщине сильно поглощающего узкозонного GaAs слоя и наличия 
широкозонного GaP с непрямой зонной структурой, поглощение тепловых 
фотонов в исследованных структурах существенно ослабляется. Это 
способствует снижению роста температуры p-n перехода и улучшению 
теплового режима ФП. Как показали исследования, благодаря малой 
толщине GaAs и наличия широкозонного GaP, поглощение тепловых 
фотонов существенно ослабляется, что приводит к снижении роста 
температуры и спад коэффициента полезного действия (КПД) смещается в 
сторону роста концентрации светового потока. 
Улучшению 
теплового 
режима 
исследованных 
образцов 
способствует также относительно высокий коэффициент теплопроводности 
(0,77Вт/см.К) GaP по сравнению с кристаллами GaAs (0,46 Вт/см.К) [2]. Так 
как, в структурах «прозрачной» конструкции поток тепла в сторону 
подложки возрастает более чем в 1,5 раза, по сравнению с GaAs ФП 
традиционной конструкции, эффективность отвода тепла от ФП заметно 
возрастает.
Результаты экспериментов показывают, что при коэффициенте 
концентрации К
с
≈100 прирост температуры p-n перехода в исследованных 
структурах не превышает 90 К, что почти в 2 раза ниже, чем в традиционных 
солнечных элементах(СЭ) на основе GaAs. Поэтому, при одинаковом уровне 
освещенности потери по напряжению и мощности в ФП «прозрачной» 
конструкции в 2 раза ниже. Данное свойство СЭ можно улучшить также 
путем выбора оптимальной ширины структуры. 
Проведенные исследования показали, что на основе GaAs/AlGaAs 
гетероструктур с подложкой GaP можно создать ФП с улучшенными 
тепловыми 
свойствам 
(неохлаждаемых) 
в 
условиях 
воздействия 
концентрированного солнечного излучения до 100 крат и более. 
Литература 
1. Jusho H., Yoshida A., Agui T. et. al: Investigation of Current Matching on 
Triple Junction Cell for Concentrator Application // Proc. of. the 15
th
PVSEC Shanghai, China-2005, -PP. 377-378. 
2. Rumyantsev V.D., Hein M., Andreev V.M., Bett A.W., Dimroth F., Lange 
G., Letay G., Shvarts M.Z., Sulima O.V. concentrator array based on GaAs 
cells and Fresnel lens concentrators // Proc. of the 16
th
EPSEC (Glasgow, 
GB, 2000). –PP. 2312-2315.