Материал: Конспект

Існує оптимальна для перетворення сонячної енергії ширина ЗЗ матеріалу

ОБМЕЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ СЕ

1) Коефіцієнт заповнення ВАХ (fill factor - FF).

Визначається характеристиками діоду і його послідовним опором.

2) Струм короткого замикання (Isc).

Зростає при зменшенні ширини забороненої зони матеріалу. Для заданої ширини забороненої зони, визначається відбиттям, абсорбцією світла, рекомбінацією носіїв заряду.

3) Напруга холостого ходу (Voc).

Зростає при зростанні ширини забороненої зони.

Для заданої ширини забороненої зони матеріалу, визначається рекомбінацією носіїв заряду.

ОПТИМУМ ШОКЛІ-КВАЙСЕРА

1)Мала ширина забороненої зони дає можливість отримувати високі струми короткого замикання Isc;

2)Велика ширина забороненої зони дає можливість отримувати високу напругу холостого ходу Voc;

3)Для даного сонячного спектру, існує оптимальна ширина забороненої зони матеріалу

W. Shockley, and H. J. Queisser, “Detailed Balance

Limit of Efficiency of p n

Junction Solar Cells”, J. Appl. Phys., 32, 510, 1961.

МАКСИМАЛЬНИЙ ККД СЕ

Залежність максимального коефіцієнта корисної дії сонячного елементу

від ширини забороненої зони матеріалу (T = 25 0C): CIS – CuInSe2, CIGS – Cu(In,Ga)Se2, CIGSS – Cu(In,Ga)(S,Se)2

ВТРАТИ ЕНЕРГІЇ У СЕ

ВПЛИВ ПОСЛІДОВНОГО І ШУНТУЮЧОГО ОПОРІВ

РОЗПОДІЛ СЕ ЗА МАТЕРІАЛОМ

ВИГОТОВЛЕННЯ ФЕП НА ОСНОВІ Si

ПОВЕРХНЕВА РЕКОМБІНАЦІЯ

Поверхня СЕ э ефективним рекомбінаційним центром. Оскільки p-n-переходи в прямозонних матеріалах повинні бути мілкими, поверхнева рекомбінація суттєво погіршує ККД таких СЕ. Більш перспективним є використання фотоелементів на основі гетеропереходів з широкозонним віконним шаром. Вікно відсуває область генерації носіїв від поверхні перетворювача.

ГЕТЕРОПЕРЕХОДИ

Гетеропереходом (ГП) називають контакт двох напівпровідників, які розрізняються структурними та електрофізичними параметрами: кристалічною структурою,

шириною забороненої зони, величиною електронної спорідненості, діелектричними сталими, ефективною масою тощо. Внаслідок цього їх експериментальне дослідження та теоретичний опис набагато складніші ніж у випадку p-n-переходів.

Розрізняють ізотипні і анізотипні гетеропереходи. Якщо гетероперехід утворений двома напівпровідниками одного типу провідності, то говорять про ізотипний гетероперехід.

Анізотипні гетеропереходи утворюються напівпровідниками з різним типом провідності.

Найбільш перспективними вважаються СЕ на основі ГП між сполуками А2В6 Гетеропереходи утворенні сполуками цієї групи, досліджуються вже більше 40 років. Однак в основному вивчені структури, де на монокристалічну підкладку з однієї сполуки різними методами нанесена епітаксіальна плівка іншої сполуки.

Серед сполук А2В6 тільки ZnTe і CdTe у нелегованому вигляді можуть мати діркову провідність, всі інші мають n-тип, тому створення анізотипних гетеропереходів можливе лише з даними матеріалами.

ТИПОВА КОНСТРУКЦІЯ СЕ НА ОСНОВІ ГП