"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Особенности фотопреобразования в высокоэффективных кремниевых солнечных элементах
Саченко А.В.1, Шкребтий А.И.2, Коркишко Р.М.1, Костылев В.П.1, Кулиш Н.Р.1, Соколовский И.О.1
1Институт физики полупроводников им. В.Е. Лашкарева Национальной академии наук Украины, Киев, Украина
2University of Ontario, Institute of Technology, Faculty of Science, L1H7K4 Ontario, Canada
Поступила в редакцию: 20 марта 2014 г.
Выставление онлайн: 20 января 2015 г.

Выполнен анализ эффективности фотопреобразования eta в высокоэффективных солнечных элементах (СЭ) на основе кремния в зависимости от величины суммарной скорости поверхностной рекомбинации на освещенной и тыльной поверхностях Ss. С единых позиций рассмотрены солнечные элементы на основе кремниевых p-n-переходов и гетеропереходов alpha-Si : H или alpha-SiC : H-Si (так называемых HIT структур). Показано, что общей особенностью указанных солнечных элементов является повышенное значение напряжения разомкнутой цепи Voc, связанное с дополнительным вкладом тыльной поверхности. В рамках подхода, основанного на анализе физических закономерностей фотопреобразования в солнечных элементах с учетом основных механизмов рекомбинации, включающих рекомбинацию Шокли-Рида-Холла, излучательную рекомбинацию, поверхностную рекомбинацию, рекомбинацию в области пространственного заряда и межзонную рекомбинацию Оже, получены выражения для эффективности фотопреобразования таких солнечных элементов. Проведено сравнение развитой теории с экспериментом, в том числе и для солнечных элементов с рекордными параметрами, в которых величина eta составляет в условиях АМ1.5 25% для солнечных элементов с p-n-переходом и 24.7% для HIT структур. Из сравнения теории с экспериментом найдены значения Ss, достигнутые в результате минимизации рекомбинационных потерь различными способами. Проведено сравнение результатов расчета предельно возможной величины etamax в кремниевых солнечных элементах с результатами расчета etamax, приведенными в работах других авторов. Между ними получено хорошее согласие.
  1. А. Фаренбрух, Р. Бьюб. Солнечные элементы: Теория и эксперимент (М., Энергоатомиздат, 1987)
  2. S.M. Sze, K.Ng. Kwok. Physics of Semiconductor Devices, 3rd edn (John Wiley and Sons, 2006)
  3. T. Tiedje, E. Yablonovitch, G.D. Cody, B.J. Brooks. IEEE Trans. Electron. Dev., ED31 (5), 711 (1984)
  4. D. Ding, S.R. Johnson, S.-Q. Yu, S.-N. Wu, Y.-H. Zhang. Appl. Phys., 110, 123 104 (2011)
  5. I. Schnitzer, E. Yablonovitch, C. Caneau, T.J. Gmitter. Appl. Phys. Lett., 62 (2), 131 (1993)
  6. T. Trupke, J. Zhao, A. Wang, R. Corkish, M.A. Green. Appl. Phys. Lett., 82, 2996 (2003)
  7. Martin A. Green. Progr. Photovolt: Res. Appl., 17, 183 (2009)
  8. T. Sawada. In: Conference Record of the Twenty Fourth, IEEE Photovoltaic Specialists Conference, IEEE First World Conference on, 2 (Waikoloa, HI, USA, 1994) p. 1219
  9. A. Janо, S. Tohoda, K. Matsuyama, Y. Nakamura, T. Nishiwaki, K. Fujita, M. Taguchi, E. Maruyama. Proc. 28th Eur. Photovolt. Solar Energy Conf. and Exhibition (Paris, France, 2013) p. 1846
  10. D. Pysch, J. Ziegler, J.-P. Becker, D. Suwito, S. Janz, S.W. Glunz, M. Hermle. Appl. Phys. Lett., 94 (093510), 093510/1-3 (2009)
  11. A.P. Gorban, V.P. Kostylyov, V.N. Borschev, A.M. Listratenko. Telecommunications and Radio Engin., 55, (9), 94 (2001)
  12. А.П. Горбань, В.П. Костылёв, А.В. Саченко, А.А. Серба, В.В. Черненко. Авиационно-космическая техника и технология, вып. 8, 83 (1999)
  13. А.P. Gorban, A.V. Sachenko, V.P. Kostylyov, N.A. Prima. Semicond. Phys. Quant. Electron. Optoelectron., 3 (3), 322 (2000)
  14. A.P. Gorban, V.P. Kostylyov, A.V. Sachenko, O.A. Serba, I.O. Sokolovskyi, V.V. Chernenko. Ukr. J. Phys., 55 (7), 783 (2010)
  15. А.В. Саченко, А.П. Горбань, В.Е. Костылев, И.О. Соколовский. ФТП, 40 (8) 909 (2006)
  16. E. Yablonovitch, T. Gmitter. Appl. Phys. Lett., 49 (10), 587 (1986)
  17. E. Yablonovitch, D.L. Allara, C.C. Chang, T. Gmitter, T.B. Bright. Phys. Rev. Lett., 57 (2), 249 (1986)
  18. R.M. Swanson. Proc. 20th Eur. Photovol. Conf. (Barcelona, Spain, 2005) p. 584

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.