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:

Козлодуй (АЭС)

News image

АЭС «Козлодуй» — действующая атомная электростанция в Болгарии. Станция расположена на берегу р. Дунай, в 200 км к северу от сто...

Курская АЭС

News image

Курская АЭС — атомная электрическая станция в России, расположена в г. Курчатове Курской области, в 40 км к западу от г. Курска ...

Южно-Украинская АЭС

News image

Общие сведения. Южно-Украинская АЭС (ЮУ АЭС) расположена на берегах реки Южный Буг вНиколаевской области. Проектом предусматрива...

Тяньваньская АЭС

News image

Тяньваньскаяатомная электростанция (Тяньваньская АЭС) расположена в Китае, в селе Тяньвань (Tianwan) в 30 км восточнее города Ля...

Проблема энергосбережения

News image

Для цивилизованных стран остается настоящей проблемой вопрос энергосбережения. В процессе поиска путей решения нашлось немало точе...

Смоленская АЭС

News image

Смоле нская АЭС — атомная электрическая станция, расположена в 3 км от города ДесногорскСмоленской области. Станция состоит и...

Авторизация

Login Register