Реферат: Солнечная энергетика

Солнечнаяэнергетика

<img src="/cache/referats/20198/image002.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1026">Альтернативные и возобновляемые источникиэнергии, такие как энергия ветра и солнечного света, гидро — и геотермальная энергия, во всем мире привлекают все больше внимания. Растущийинтерес к ним вызван экологическими соображениями, с одной стороны, иограниченностью традиционных земных ресурсов — с другой. Особое место средиальтернативных и возобновляемых источников энергии занимают фотоэлектрическиепреобразователи солнечной энергии, изучение которых превратилось в отдельноенаучное направление – фотовольтаику.
Однако высокая стоимость солнечных элементов до недавнего времени закрывала импуть в области, где без них можно обойтись. Но времена меняются, и экономическипередовые государства в своих национальных программах уже стимулируют массовоеприменение солнечных батарей. Что это — дань моде, транснациональноелоббирование чьих-то интересов или устойчивая тенденция, время которой пришло?
Источник, который не иссякнет.
Источником энергии солнечного излучения служит термоядерная реакция – каждуюсекунду на Солнце ~6*1011 кг водорода превращается в гелий. Дефектмассы при этом составляет 4000 кг, что согласно соотношению Эйнштейна E=mc2приводит к выделению 4*1020 Дж энергии. Основная часть этой энергиииспускается в виде электромагнитного излучения в диапазоне 0,2–3 мкм. Посколькуполная масса Солнца ~2*1030 кг, оно должно пребывать в достаточностабильном состоянии свыше 10 млрд. лет с постоянным выделением энергии.
Интенсивность солнечного излучения в свободном пространстве на удалении, равномсреднему расстоянию между Землей и Солнцем, называется солнечной постоянной. Еевеличина – 1353 Вт/м2. При прохождении через атмосферу солнечный светослабляется в основном из-за поглощения инфракрасного излучения парами воды,ультрафиолетового излучения – озоном и рассеяния излучения частицамиатмосферной пыли и аэрозолями. Показатель атмосферного влияния на интенсивностьсолнечного излучения, доходящего до земной поверхности, называется “воздушноймассой” (АМ). АМ определяется как секанс угла между Солнцем и зенитом.
На рис.1 показано спектральное распределение интенсивности солнечного излученияв различных условиях. Верхняя кривая (АМ0) соответствует солнечному спектру запределами земной атмосферы (например, на борту космического корабля), т.е. принулевой воздушной массе. Она аппроксимируетсяраспределением интенсивности излучения абсолютно черного тела при температуре5800 К. Кривые АМ1 и АМ2 иллюстрируют спектральное распределение солнечногоизлучения на поверхности Земли, когда Солнце в зените и при угле между Солнцеми зенитом 60°, соответственно. При этом полная мощность излучения –соответственно порядка 925 и 691 Вт/м2. Средняя интенсивностьизлучения на Земле примерно совпадает с интенсивностью излучения при АМ=1,5(Солнце – под углом 45° к горизонту).

<span Arial Unicode MS"">

Рис. 1 Распределение интенсивности по спектру солнечногоизлучения

<span Arial Unicode MS"">

<span Arial Unicode MS"">

<span Arial Unicode MS"">

<span Arial Unicode MS"">

<span Arial Unicode MS"">

<span Arial Unicode MS"">

<span Arial Unicode MS"">

<span Arial Unicode MS"">

Таким образом, прииспользовании высокоэффективных методов преобразования энергии Солнце можетобеспечивать бурно растущие потребности в ней практически вечно.

Основные принципы работы солнечных батарей

Рис.2. Конструкция солнечного элемента

<img src="/cache/referats/20198/image004.gif" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1027">Простейшая конструкция солнечного элемента (СЭ) – прибора для преобразования энергии солнечного излучения – на основе монокристаллического кремния показана на рис. 2. На малой глубине от поверхности кремниевой пластины p-типа сформирован p-n-переход с тонким металлическим контактом. На тыльную сторону пластины нанесен сплошной  металлический контакт.<span Arial Unicode MS"">

<span Arial Unicode MS"">

Простейшаяконструкция солнечного элемента (СЭ) – прибора для преобразования энергиисолнечного излучения – на основе монокристаллического кремния показана на рис.2. На малой глубине от поверхности кремниевой пластины p-типа сформированp-n-переход с тонким металлическим контактом. На тыльную сторону пластинынанесен сплошной металлический контакт.
Когда СЭ освещается, поглощенные фотоны генерируют неравновесные электрон-дырочные пары. Электроны, генерируемые в p-слоевблизи p-n-перехода, подходят к p-n-переходу и существующим в нем электрическимполем выносятся в n-область. Аналогично и избыточные дырки, созданные в n-слое,частично переносятся в p-слой (рис. 3а). В результате n-слой приобретаетдополнительный отрицательный заряд, а p-слой – положительный. Снижаетсяпервоначальная контактная разность потенциалов между p — и n-слоями полупроводника, и во внешней цепи появляется напряжение (рис. 3б).Отрицательному полюсу источника тока соответствует n-слой, а p-слой –положительному.

<img src="/cache/referats/20198/image006.jpg" v:shapes="_x0000_i1025"><span Arial Unicode MS"">

Рис.3. Зонная модель разомкнутого p-n-перехода: а) — в начальный момент освещения; б) — изменение зонной модели под действием постоянного освещения и возникновение фотоЭДС <span Arial Unicode MS"">

Величинаустановившейся фотоЭДС при освещении переходаизлучением постоянной интенсивности описывается уравнением вольт-ампернойхарактеристики (ВАХ) (рис. 4):
U = (kT/q)ln((Iph-I)Is/+1)
где Is– ток насыщения, а Iph – фототок.
ВАХ поясняет эквивалентная схема фотоэлемента (рис. 5), включающая источниктока Iph=SqN0Q, где S – площадь фотоэлемента, акоэффициент собирания Q – безразмерный множитель (<1), показывающий, какаядоля всех созданных светом электронно-дырочных пар (SN0) собираетсяp-n-переходом. Параллельно источнику тока включен p-n-переход, ток черезкоторый равен Is[eqU/kT–1]. p-n-Переход шунтирует нагрузку, и приувеличении напряжения ток через него быстро возрастает. В нагрузку(сопротивление R) отбирается ток I.

<img src="/cache/referats/20198/image008.jpg" align=«left» hspace=«12» v:shapes="_x0000_s1028"><span Arial Unicode MS"">

Рис.4. Вольт-амперная характеристика солнечного элемента <span Arial Unicode MS"">

Уравнение ВАХсправедливо и при освещении фотоэлемента светом произвольного спектральногосостава, изменяется лишь значение фототока Iph.Максимальная мощность отбирается в том случае, когда фотоэлемент находится врежиме, отмеченном точкой а (см. рис. 4).

<img src="/cache/referats/20198/image010.jpg" v:shapes="_x0000_i1026"><span Arial Unicode MS"">

Рис.5. Эквивалентная схема солнечного элемента <span Arial Unicode MS"">

Максимальнаямощность, снимаемая с 1 см2, равна
P = Iph*U = x*Iкз*Uхх,
где x – коэффициент формы или коэффициент заполнения вольт-амперной характеристики, Iкз– ток короткого замыкания, Uхх –напряжение холостого хода.

Проблемы нахождения и использования конструкций и материалов для солнечныхэлементов
Для эффективной работы солнечных элементов необходимо соблюдение ряда условий:

оптический коэффициент поглощения (a) активного слоя полупроводника должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить поглощение существенной части энергии солнечного света в пределах толщины слоя;  генерируемые при освещении электроны и дырки должны эффективно собираться на контактных электродах с обеих сторон активного слоя;  солнечный элемент должен обладать значительной высотой барьера в полупроводниковом переходе; полное сопротивление, включенное последовательно с солнечным элементом (исключая сопротивление нагрузки), должно быть малым для того, чтобы уменьшить потери мощности (джоулево тепло) в процессе работы; структура тонкой пленки должна быть однородной по всей активной области солнечного элемента, чтобы исключить закорачивание и влияние шунтирующих сопротивлений на характеристики элемента.

Производство структурна основе монокристаллического кремния, удовлетворяющих данным требованиям, –процесс технологически сложный и дорогостоящий. Поэтому внимание было обращенона такие материалы, как сплавы на основе аморфного кремния (a-Si:H),арсенид галлия и поликристаллические полупроводники.
Аморфный кремний выступил в качестве более дешевой альтернативымонокристаллическому. Первые СЭ на его основе были созданы в 1975 году. Оптическоепоглощение аморфного кремния в 20 раз выше, чем кристаллического. Поэтому длясущественного поглощения видимого света достаточно пленки а-Si: Нтолщиной 0,5–1,0 мкм вместо дорогостоящих кремниевых 300-мкм подложек. Крометого, благодаря существующим технологиям получения тонких пленок аморфногокремния большой площади не требуется операции резки, шлифовки и полировки,необходимых для СЭ на основе монокристаллического кремния. По сравнению споликристаллическими кремниевыми элементами изделия на основе a-Si: Н производят при более низких температурах (300°С):можно использовать дешевые стеклянные подложки, что сократит расход кремния в20 раз.
Пока максимальный КПД экспериментальных элементов на основе а-Si: Н– 12% – несколько ниже КПД кристаллических кремниевых СЭ (~15%). Однако неисключено, что с развитием технологии КПД элементов на основе а-Si: Н достигнет теоретического потолка – 16 %.
Наиболее простые конструкции СЭ из а-Si: Н былисозданы на основе структуры металл – полупроводник (диод Шотки)(рис. 6). Несмотря на видимую простоту, их реализация достаточно проблематична– металлический электрод должен быть прозрачным и равномерным по толщине, а всесостояния на границе металл/а-Si: Н – стабильными вовремени. чаще всего солнечные элементы на основе а-Si: Нформируют на ленте из нержавеющей стали или на стеклянных подложках, покрытыхпроводящим слоем.

<img src="/cache/referats/20198/image012.jpg" v:shapes="_x0000_i1027"><span Arial Unicode MS"">

Рис.6. Конструкция фотоэлемента с барьером Шотки <span Arial Unicode MS"">

При использованиистеклянных подложек на них наносят прозрачную для света проводящую оксиднуюпленку (ТСО) из SnO2, In2O3 или SnO2+In2O3 (ITO), что позволяет освещатьэлемент через стекло. Поскольку у нелегированного слоя электронная проводимостьвыражена слабо, барьер Шотки создается за счетосаждения металлических пленок с высокой работой выхода (Pt,Rh, Pd), котораяобуславливает образование области положительного объемного заряда (обедненногослоя) в а-Si: Н.
При нанесении аморфного кремния на металлическую подложку образуетсянежелательный потенциальный барьер а-Si: Н/металлическаяподложка, высоту которого необходимо уменьшать. Для этого используют подложкииз металлов с малой работой выхода (Mo, Ni, Nb). Перед нанесением аморфногокремния желательно осадить на металлической подложке тонкий слой (10–30 нм) а-Si: Н, легированный фосфором. Не рекомендуетсяиспользовать в качестве материалов электродов легко диффундирующие в аморфныйкремний металлы (например, Au и Al),а также Cu и Ag, поскольку а-Si: Н обладает плохой адгезией к ним. Отметим, что Uxx солнечных элементов с барьером Шоткина основе а-Si: Н обычно не превышает 0,6 В.
Более высокой эффективностью обладают СЭ на основе аморфного кремния сp-i-n-структурой (рис.7). В этом “заслуга” широкой нелегированной i-области a-Si:H, поглощающей существенную долю света. Но возникаетпроблема – диффузионная длина дырок в a-Si:H оченьмала (~100 нм), поэтому в солнечных элементах на основе a-Si:Hносители заряда достигают электродов в основном только благодаря внутреннемуэлектрическому полю, т.е. за счет дрейфа носителей заряда. В СЭ на основекристаллических полупроводников носители заряда, имея большую диффузионнуюдлину (100 – 200 мкм), достигают электродов и в отсутствие электрического поля.Поскольку в простом p-n-переходе в a-Si:H областьсильного электрического поля очень узка и диффузионная длина носителей зарядамала, в большей части СЭ не происходит эффективного разделения носителейзаряда, генерируемых при поглощении света. Следовательно, для полученияэффективных СЭ на основе p-i-n-сруктуры аморфного гидрогенизированного кремния необходимо добиться во всейi-области однородного мощного внутреннего электрического поля, достаточного длядостижения длины дрейфа носителей, соизмеримого с размерами области поглощения(см. рис. 7).

<img src="/cache/referats/20198/image014.jpg" v:shapes="_x0000_i1028"><span Arial Unicode MS"">

Рис.7. Энергетическая зонная диаграмма p-i-n-структуры (а) и расчетное распределение электрического поля (б) <span Arial Unicode MS"">

<img src="/cache/referats/20198/image016.jpg" v:shapes="_x0000_s1029">
<span Arial Unicode MS"">

Рис.8. р-i-n-Структура на стеклянной (а) и стальной (б) подложке <span Arial Unicode MS"">

Данная задачарешается, если при изготовлении p-i-n-структуры первым формировать p-слой(рис.8). Для его создания необходимо небольшое количество бора (<1018 см3),а значит, существенного загрязнения нелегированного слоя не происходит.

В то же время, еслипервым осаждать n-слой, то наличие остаточного фосфора изменяет свойстваi-слоя. Формирование p-слоя на поверхности прозрачного проводящего электродаобеспечивает с ним хороший электрический контакт. Однако толщина p-слоя должнабыть мала (10 нм), чтобы основная часть света поглощалась в i-области.

Используется и другаяp-i-n-структура СЭ на основе a-Si:H с подложкой изметаллической фольги, в частности из нержавеющей стали. Свет попадает состороны прозрачного электрода, контактирующего с n-областью. В результатевозрастает плотность тока короткого замыкания благодаря отражающей способностиметаллической подложки и меньшему оптическому поглощению света легированнымифосфором пленками a-Si:H (n-область) по сравнению слегированными бором р-слоями.

<img src="/cache/referats/20198/image018.jpg" v:shapes="_x0000_i1029">

Рис.9. Солнечная батарея с поперечным переходом <span Arial Unicode MS"">

Проблема сприменением рассмотренных p-i-n-элементов в том, что их можно оптимизироватьтолько в одном измерении. Значительно больше возможностей в этом планепредоставляет СЭ с поперечным переходом [4]: на изолирующей подложкеперпендикулярно к поверхности формируется p-i-n-структура a-Si:H(рис. 9). Такой СЭ не требует прозрачного проводящего оксида в качествеконтакта и широкозонного p-слоя для созданияпрозрачного оконного слоя, его можно изготовить посредством стандартныхтехнологий микроэлектроники.
Один из наиболее перспективных материалов для создания высокоэффективныхсолнечных батарей — арсенид галлия. Это объясняется таким его особенностями,как:

почти идеальная для однопереходных солнечных элементов ширина запрещенной зоны 1,43 эВ; повышенная способность к поглощению солнечного излучения: требуется слой толщиной всего в несколько микрон; высокая радиационная стойкость, что совместно с высокой эффективностью делает этот материал чрезвычайно привлекательным для использования в космических аппаратах; относительная нечувствительность к нагреву батарей на основе GaAs; характеристики сплавов GaAs с алюминием, мышьяком, фосфором или индием дополняют характеристики GaAs, что расширяет возможности при проектировании СЭ

Главное достоинствоарсенида галлия и сплавов на его основе —широкий диапазон возможностей длядизайна СЭ. Фотоэлемент на основе GaAs может состоятьиз нескольких слоев различного состава. Это позволяет разработчику с большойточностью управлять генерацией носителей заряда, что в кремниевых СЭ ограниченодопустимым уровнем легирования. Типичный СЭ на основе GaAsсостоит из очень тонкого слоя AlGaAs в качестве окна.
Основной недостаток арсенида галлия – высокая стоимость. Для удешевленияпроизводства предлагается формировать СЭ на более дешевых подложках; выращиватьслои GaAs на удаляемых подложках или подложкахмногократного использования.
Поликристаллические тонкие пленки также весьма перспективны для солнечнойэнергетики.

<img src="/cache/referats/20198/image020.jpg" v:shapes="_x0000_i1030"><span Arial Unicode MS"">

Рис.10. Структура солнечного элемента на основе CdTe <span Arial Unicode MS"">


чрезвычайно высока способность к поглощению солнечного излучения у диселенида меди и индия (CuInSe2) – 99 % света поглощаетсяв первом микроне этого материала (ширина запрещенной зоны – 1,0 эВ) [2,5].Наиболее распространенным материалом для изготовления окна солнечной батареи наоснове CuInSe2 является CdS. Иногда для улучшенияпрозрачности окна в сульфид кадмия добавляют цинк. Немного галлия в слоеCuInSe2 увеличивает ширину запрещенной зоны, что приводит к росту напряженияхолостого хода и, следовательно, повышению эффективности устройства. Один изосновных способов получения CuInSe2 — электрохимическое осаждение из растворовCuSO4, In2(SO4)3 и SeO2 в деионизованной воде присоотношении компонентов Cu:In:Se как 1:5:3 и pH »1,2–2,0.
Еще один перспективный материал для фотовольтаики — теллурид кадмия (CdTe). У негопочти идеальная ширина запрещенной зоны (1,44 эВ) и очень высокая способность кпоглощению излучения. Пленки CdTe достаточно дешевы визготовлении. Кроме того, технологически несложно получать разнообразные сплавыCdTe c Zn,Hg и другими элементами для создания слоев сзаданными свойствами.
Подобно CuInSe2, наилучшие элементы на основе CdTeвключают гетеропереход с CdS в качестве оконногослоя. Оксид олова используется как позрачный контакти просветляющее покрытие. Серьезная проблема на пути применения CdTe – высокое сопротивление слоя p-CdTe,что приводит к большим внутренним потерям. Но она решена в p-i-n-структуре сгетеропереходом CdTe/ZnTe(рис. 10).
Наиболее ответственный этап формирования СЭ на основе CdS/CdTe – осаждение поглощающего слоя CdTeтолщиной 1,5–6 мкм. Для этого используют различные способы:сублимацию/конденсацию, электрохимическое осаждение, трафаретную печать,химическое осаждение из газовой фазы и распыление. Пленки CdTe,полученные данными методами, обладают высокой подвижностью носителей заряда, аСЭ на их основе – высокими значениями КПД, от 10 до 16%.

CuGaSe2 также весьмаинтересен как тонкопленочный элемент солнечных батарей. Благодаря запрещеннойзоне шириной 1,68 эВ он используется как верхний элемент тандемной солнечнойбатареи с нижним элементом из CuInSe2. Слои CuGaSe2 формируют путемпоследовательного осаждения термическим испарением тонких слоев Ga, Se и Cuна поверхность стеклянной подложки, покрытой слоем молибдена толщиной 1 мкм(рис.11). Далее из полученной структуры в установке быстрого термическогоотжига в течение пяти минут при температуре 550°С получают соединение CuGaSe2.

<img src="/cache/referats/20198/image022.jpg" v:shapes="_x0000_i1031"><span Arial Unicode MS"">

Рис.11. Получение пленок CuGaSe2 <span Arial Unicode MS"">

Одним изперспективных материалов для дешевых солнечных батарей благодаря приемлемойширине запрещенной зоны (1,4–1,5 эВ) и большому коэффициенту поглощения 104см-1 является Cu2ZnSnS4. Его главное достоинство в том, что входящие в негокомпоненты широко распространены в природе и нетоксичны. Однако пока достигнутаэффективность преобразования всего в 2,3% при использовании гетероперехода Cu2ZnSnS4и CdS/ZnO.
Среди СЭ особое место занимают батареи, использующие органические материалы. Вчастности, КПД СЭ на основе диоксида титана, покрытого органическим красителем,весьма высок – ~11 %. Немаловажно, что подложками в таких элементах могутвыступать полимерные пленки.
Основа СЭ данного типа – широкозонный полупроводник,обычно TiO2, покрытый монослоем органическогокрасителя, как правило – цис-(NCS)2бис(4,4’-дикарбокси-2,2’бипиридин)-рутением(II) (рис.12). Фотоэлектрод такого устройствапредставляет собой нанопористую пленку TiO2 толщиной1 мкм, осажденную на ТСО на стекле. Отражающим электродом служит тонкий слой Pt, осажденный на TCO на стекле. Пространство между двумяэлектродами заполняют электролитом, обычно содержащим иодид/трииодид
(I-/I3-).
Принцип работы элемента основан на фотовозбуждениикрасителя и быстрой инжекции электрона в зону проводимости TiO2. При этоммолекула красителя окисляется, через элемент идет электрический ток и наплатиновом электроде происходит восстановление трииодидадо иодида. Затем иодид проходит через электролит к фотоэлектроду,где восстанавливает окисленный краситель.
Для солнечной батареи на эффекте Шотки используют фталоцианин – органический полупроводник p-типа. В немнаиболее привлекают высокая фотопроводимость в видимой области спектра итермическая стабильность. Основной недостаток – низкое время жизни носителейвследствие большого числа ловушек. Для повышения времени жизни фталоцианин легируют фуллеренами или 2-, 4-,7-тринитрофлуореноном, создающими акцепторные уровни.

<img src="/cache/referats/20198/image024.jpg" v:shapes="_x0000_i1032"><span Arial Unicode MS"">

Рис.12. Солнечная батарея на основе органических материалов <span Arial Unicode MS"">

Фуллерены (С60) такжевесьма перспективны для органических солнечных батарей на основе гетероструктур С60/p-Si в связи сих способностью к сильному поглощению в коротковолновой области солнечногоспектра. Поликристаллический фуллерен С60 толщиной ~1 мкм осаждают накремниевую подложку в глубоком вакууме. Далее на слой С60 наносят алюминиевыеконтакты. В качестве заднего контакта используется сплав GaxInyна позолоченной подложке.

<img src="/cache/referats/20198/image026.jpg" v:shapes="_x0000_i1033"><span Arial Unicode MS"">

Рис.13. Схема термофотоэлектрического солнечного элемента <span Arial Unicode MS"">

Термофотовольтаическоепроизводство электроэнергии, т.е.преобразование длинноволнового (теплового) излучения посредством фотовольтаических ячеек было открыто в 1960 году и вызываетвсе больший интерес, особенно в связи с современными достижениями в областисоздания узкозонных полупроводников. В термофотовольтаической ячейке (рис.13) тепло преобразуетсяв электроэнергию посредством селективных эмиттеров из оксидов редкоземельныхэлементов – эрбия и иттербия. Эти вещества поглощают инфракрасное излучение ивновь излучают его в узком энергетическом диапазоне. Излучение может бытьэффективно преобразовано с помощью фотовольтаическойячейки с соответствующей шириной запрещенной зоны. В качестве материала для фотоэлектрическойячейки более всего подходит InxGa1-xAs, поскольку он позволяет добитьсянеобходимой ширины запрещенной зоны.


Каскадныесолнечные элементы
Большинство современных СЭ обладают одним p-n-переходом. В таком элементесвободные носители заряда создаются только теми фотонами, энергия которыхбольше или равна ширине запрещенной зоны. Другими словами, фотоэлектрическийотклик однопереходного элемента ограничен частью солнечного спектра, энергиякоторого выше ширины запрещенной зоны, а фотоны меньшей энергии неиспользуются. Преодолеть это ограничение позвляютмногослойные структуры из двух и более СЭ с различной шириной запрещенной зоны.Такие элементы называются многопереходными,каскадными или тандемными. Поскольку они работают со значительно большейчастью солнечного спектра, эффективность фотоэлектрического преобразования уних выше.
В типичном многопереходном солнечном элементе(рис.14) одиночные фотоэлементы расположены друг за другом таким образом, чтосолнечный свет сначала попадает на элемент с наибольшей шириной запрещеннойзоны, при этом поглощаются фотоны с наибольшей энергией. Пропущенные верхнимслоем фотоны проникают в следующий элемент с меньшей шириной запрещенной зоны ит.д.

<img src="/cache/referats/20198/image028.jpg" v:shapes="_x0000_i1034"><span Arial Unicode MS"">

Рис.14. Принцип построения многопереходного солнечного элемента <span Arial Unicode MS"">

Основное направлениеисследований в области каскадных элементов связано с использованием арсенидагаллия в качестве одного или нескольких компонентов. Эффективностьпреобразования подобных СЭ достигает 35 %. Кроме того в каскадных элементахшироко применяются аморфный кремний, сплавы на его основе
(a-Si1-xCx:H, a-Si1-xGex:H), а также CuInSe2.

<img src="/cache/referats/20198/image030.jpg" v:shapes="_x0000_i1035"><span Arial Unicode MS"">

Рис.15. Каскадный элемент <span Arial Unicode MS"">

На рис.15 изображенакаскадная батарея, в которой верхним элементом служит структура на основе GaInP c n-AlInPв качестве окна, далее следует туннельный диод на GaAsдля прохождения носителей между элементами и нижний элемент из GaAs.

<img src="/cache/referats/20198/image032.jpg" v:shapes="_x0000_i1036"><span Arial Unicode MS"">

Рис.16. Трехкаскадный солнечный элемент на основе сплавов a-SiGe:H <span Arial Unicode MS"">

Весьма перспективныкаскадные батареи, состоящие из трех элементов с различной шириной запрещеннойзоны (рис.16). Верхний слой, поглощающий коротковолновую область солнечногоспектра, сформирован из сплава на основе a-Si:H сшириной оптической щели 1,8 эВ. Для серединного элемента в качестве слоя i-типаиспользован сплав a-SiGe:H с содержанием германия~10–15%. Ширина оптической щели данного слоя (1,6 эВ) идеальна для поглощениязеленой области солнечного спектра. Нижняя часть СЭ поглощает длинноволновуючасть спектра, для этого используетсяi-слой
a-SiGe:H с концентрацией германия 40–50%. Непоглощенный свет отражается от заднего контакта на основеAg/ZnO. Все три элементакаскадной солнечной батареи связаны между собой сильнолегированными слоями,образующими туннельные переходы между соседними элементами.

еще рефераты
Еще работы по астрономии. физике