Читальный зал -->  Солнечные элементы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 [ 66 ] 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

Рис. 5.6. Энергетическая зонная диаграмма типичного гегероструктурного солнечного злемента AlGaAs - GaAs

-CaAS

р-тгк%

-4 -Z о 2

Расстояние от р-п-перехода, мкм

-4-2 0 2 4$ Расстояние от р-п-перехода, мкм

Рис. 5.7. Зависимость тока, наведенного электронным лучком, от расстояния до р- п-лсрехода:

а - структура со слоем p-GaAs ~ Zn, образованным при диффузии Zn в процессе выращивания слоя AlGaAs; б - со слоем p-GaAs- Ge, осажденным методом жидкофазной эпитаксии до выращивания слоя AlGaAs (Shen./ California, Stanford. Thesis, Dep. r.leclr. Eng., 1976]

MOB Zn и изготовленного путем осаждения слоя GaAs, легированного атомами Ge, установлены более высокие значения L и коэффициента собирания фотогенерированных носителей в последнем случае. Это подтверждается, например, анализом результатов, полученных при измерении тока, наведенного электронным пучком (рис. 5.7). Из других измерений этим методом следует, что L = 6,7 мкм при уровне легирования атомами Ge г-Юсм .

Диодные вольт-амперные характеристики солнечных элементов на основе GaAs цостато шо хорошо можно описать инжекционными и ре-комбинационно-генерационными моделями Шокли. При значениях токов, соответствующих неконцентрированному освещению, характерному для условий AMI, может доминировать как инжекционный, так и рекомбинационно-генерационный механизм, а при высоких уровнях концентрации солнечного излучения в большинстве элементов действует инжекционный механизм, которому соответствуют Л = 1 и низкие зна-

Таблица5.2. Диодные характеристики ряда солнечных эпементов на основе GaAs

Тип элемента

Примечание

Гомопереходный* (0,25-г1,7)10 ~2

Гетероструктурный

Гетероструктурный** 2,08 10

л-р-гомопереходный* 1,410 Гетерострукту1Шый** 1,6 10

Гетероструюурный* 1,110 Гетерострумуряый 2 10 **

(расчет) **

,-10

1,1 2.28

~2 1

Темновые измерения При высоких концентрациях С светового потока при AMI

Исходя из обработки экс-перименталышх кривых при200С;1000

Исходя из анализа зависимости Ig Jsc от Voc Темновые измерения; С - 1 для типичных элементов

Темновые измерения

* Alferov Zh. К., Andieev U. М.. Kagan М. В. е. а. Sov. Phys. - Semicond, 1971, vol.4.

Ewan J., Knechtli R. C, Loo R. Proc. 13th IEEE Photovoltaic Specialists Conf.,

1978.

Fan J. C-C, Bozler C. O. Proc. 13th IEEE Photovoltaic SpeciaUsts Conf., 1978. ** Loo R., Goldhaminer L., Anspauyh B. Proc. 13th IEEE Photovoltaic Specialists Conf.. 1978.

Shen L. C-C. Ph. D. California, Stanford. Thesis, Dep. Electr. Eng., 1976.

** Идеальный случай, .4 = 1.

чения Jq. в табл. 5.2 приведены значения диодных коэффициентов А и обратных токов насьпцения Jq для различных солнечных элементов, а также значения, рассчитанные исходя из параметров уже известных ранее материалов. Па основе модели Саха-Нойса-Шокли и модели Чу Ховелом бьш проведен анализ механизмов переноса заряда через р-л-переход и рассчитаны предельные КПД для различных солнечных элементов на основе GaAs [Hovel, 1973].

Улучшать характеристики генетроструктурных солнечных элементов можно несколькими путями.

1. Уменьшая толщину широкозонного окна - р*-слоя. На рис. 5.8 представлены результаты расчетов по влиянию уменьшения толщины

- Жр\ широкозонного окна - фильтра в условиях АМО, из которых следует, что ее значение должно быть как можно меньше, пока это позволяет сопротивление растекания. Эти результаты, конечно, сильно зависят от выбранного соотношения Al/Ga и толщины воздушной массы. Влияние толщины слоя р*-AIGaAs на tJj показано на рис. 5.9.

2. Оптимизируя толщину р-слоя. Влияние изменения толщины d = = \Хр+ - Хр\ р-слоя на увеличение числа фотогенерированных носителей и их собирание показано на рис. 5.10. В случае больших значений L при d 5 1 мкм наблюдают широкий максимум (параметры материалов

1,0 1,5 г,о г,5 3,0 лу, эв

4 Д мкм

Рис. 5.8. Расчетные зависимости коэффициента собирания 1\q солнечных элементов со структурой Al;Gai ji;As-GaAs от энергии hV фотонов при различных толщинах D слоя Al;Gai ;.As; d = \хр-Хр\ = 1 мкм; = 0,01 мкм; S(,Xp*) = 10* см/с; S(Xp) = 10* см/с; Lf, = 0,5 мкм в слое AlGaAs; 1 = 5,0 мкм в слое p-GaAs; Lp = = 1 мкм в подложке n-GaAs; х = 0,86 [Shen,/ California, Stanford. Thesis, Dep. Electr. Eng., 1976]

Рис. 5.9. Расчетная зависимость Jgc от толщины d слоя p-GaAs в условиях освещения АМО. Использовали те же параметры, что и на рис. 5.8; кроме того, сделано предположение, что V(,c = 1,0 В и/У = 0,8 [Shen/ CaUfornia, Stanford. Thesis, Dep. Electr. Eng., 1976]

\ 30

<

< ZO

L = 10 MKM
	1 1 г--л-

Рис. 5.10. Расчетная зависимостьijc от толщины d слоя p-GaAs при различных значениях (в условиях освещения АМО). Использованы такие же параметры материалов, что и на рис. 5.8 [Shen/ California, Stanford. Thesis, Dep. Electr. Eng., 1976]

0,5 1,0 1,5 Z,0 rf, MKM

такие же, как и в предшествующих расчетах). При расчетах по оптимизации КПД солнечных элементов, предназначенных для работы в концентраторных системах, на графике tJj от d также имел место широки!! максимум при d L lA.

3. Оптимизируя уровень легирования. Путем варьирования уровня легирования п - и p-o6nacTeii при сохранении высоких значений Lfi вр-слое можно добиться максимальных значений Vqc- В случае р-п-переходов, в которых перенос носителей осуществляется по рекомбинационно-гене-рационному механизму, эта оптимизация включает подбор значения Wa с учетом влияния у]?овня легирования в квазинейтральной области на время жизни в обедненном слое. Бьша рассмотрена зависимость 7? от уровня легирования квазинейтральной -области в солнечных элементах, протекание тока в которых определялось рекомбинационно-генерацион-Hbnvi механизмом, и поэтому предположили, что время жизни носителей в обедненном слое зависит от значения Тр в квазинейтральной я-области [Sekela е. а., 1977].

в этом случае значение 7о увеличивается почти пропорционально росту толщины р-слоя (если в переносе зарядов доминирует вклад .ои), как показано на рис. 5.6, и поэтому изменение Vqc с ростом толщины мало.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 [ 66 ] 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.