Каскадные солнечные элементы

Новая энергетика - Солнечная энергетика

каскадные солнечные элементы

Большинство современных СЭ обладают одним p-n-переходом. В таком элементе свободные носители заряда создаются только теми фотонами, энергия которых больше или равна ширине запрещенной зоны. Другими словами, фотоэлектрический отклик однопереходного элемента ограничен частью солнечного спектра, энергия которого выше ширины запрещенной зоны, а фотоны меньшей энергии не используются. Преодолеть это ограничение позвляют многослойные структуры из двух и более СЭ с различной шириной запрещенной зоны. Такие элементы называются многопереходными, каскадными или тандемными. Поскольку они работают со значительно большей частью солнечного спектра, эффективность фотоэлектрического преобразования у них выше.
В типичном многопереходном солнечном элементе (рис.14) одиночные фотоэлементы расположены друг за другом таким образом, что солнечный свет сначала попадает на элемент с наибольшей шириной запрещенной зоны, при этом поглощаются фотоны с наибольшей энергией. Пропущенные верхним слоем фотоны проникают в следующий элемент с меньшей шириной запрещенной зоны и т.д.

Принцип построения многопереходного солнечного элемента

Основное направление исследований в области каскадных элементов связано с использованием арсенида галлия в качестве одного или нескольких компонентов. Эффективность преобразования подобных СЭ достигает 35 %. Кроме того в каскадных элементах широко применяются аморфный кремний, сплавы на его основе
(a-Si1-xCx:H, a-Si1-xGex:H), а также CuInSe2.


Трехкаскадный солнечный элемент на основе сплавов a-SiGe:H


Весьма перспективны каскадные батареи, состоящие из трех элементов с различной шириной запрещенной зоны.Верхний слой, поглощающий коротковолновую область солнечного спектра, сформирован из сплава на основе a-Si:H с шириной оптической щели 1,8 эВ. Для серединного элемента в качестве слоя i-типа использован сплав a-SiGe:H с содержанием германия ~10–15%. Ширина оптической щели данного слоя (1,6 эВ) идеальна для поглощения зеленой области солнечного спектра. Нижняя часть СЭ поглощает длинноволновую часть спектра, для этого используетсяi-слой
a-SiGe:H с концентрацией германия 40–50%. Непоглощенный свет отражается от заднего контакта на основе Ag/ZnO. Все три элемента каскадной солнечной батареи связаны между собой сильнолегированными слоями, образующими туннельные переходы между соседними элементами.




Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Каталог энергетических компаний:

Богучанская ГЭС

News image

Богуча нская гидроэлектроста нция — строящаяся ГЭС на реке Ангаре, на территории Красноярского края. Расположена в 367 км ниже п...

Запорожская АЭС

News image

Общие сведения. Запорожская АЭС (ЗАЭС) расположена в степной зоне Украины на берегу Каховского водохранилища. Это крупнейшая в Е...

Серпинская электростанция

News image

В городе Серпа (юг Португалии) находится новая электростанция, являющаяся одной из крупнейших в мире. Она состоит из 52000 солне...

Волжская ГЭС

News image

Во лжская гидроэлектроста нция (Сталинградская/Волгоградская ГЭС, им. XXII съезда КПСС) — ГЭС на реке Волге в Волгоградской обла...

ДнепроГЭС

News image

Идея строительства ГЭС на Днепровских порогах витала в воздухе еще с начала 20-го века. Первый проект их затопления был создан е...

Ростовская АЭС

News image

Ростовская (Волгодонская) атомная электростанция — расположена в Ростовской области России в 12 км от города Волгодонск на берег...

Авторизация

Login Register