"Физика и техника полупроводников"
Вышедшие номера
Количественный анализ оптических и рекомбинационных потерь в тонкопленочных солнечных элементах на основе Cu(In,Ga)Se2
Косяченко Л.А.1, Литвиненко В.Я.1, Маслянчук Е.Л.1
1Черновицкий национальный университет, Черновцы, Украина
Email: Iakos@chv.ukrpack.net
Поступила в редакцию: 29 июля 2015 г.
Выставление онлайн: 20 марта 2016 г.

Проведен теоретический анализ оптических и рекомбинационных потерь в тонкопленочном солнечном элементе на основе Cu(In,Ga)Se2 с шириной запрещенной зоны 1.36-1.38 эВ. Определено оптическое пропускание слоев ZnO и CdS, через которые излучение вводится в поглощающий слой. Исходя из оптических констант найдены оптические потери, обусловленные отражением на границах раздела (7.5%) и поглощением в слоях ZnO и CdS (10.2%). Для расчета рекомбинационных потерь рассмотрено спектральное распределение квантовой эффективности гетероструктуры CdS/CuIn1-xGaxSe2. Показано, что с учетом дрейфовой и диффузионной компонент, рекомбинации на передней и задней поверхностях поглотителя можно в деталях аналитически описать спектры квантовой эффективности исследуемого солнечного элемента. Из сопоставления результатов расчета с экспериментом определены реальные параметры солнечного элемента. Определены также потери, обусловленные рекомбинацией фотогенерированных носителей заряда на фронтальной и тыльной поверхностях поглощающего слоя (1.8% и <0.1% соответственно), в его нейтральной части (7.6%) и в области пространственного заряда p-n-гетероперехода (1.0%). Предложена коррекция параметров Cu(In,Ga)Se2, повышающая эффективность собирания заряда.
  1. M.A. Green, K. Emery, Y. Hishikawa, W. Warta, E.D. Dunlop. Prog. Photovolt. Res. Appl., 21, 827 (2013)
  2. P. Jackson, D. Hariskos, R. Wuerz, W. Wischmann, M. Powalla. Phys. Status Solidi RRL, 8, 219 (2014)
  3. L.A. Kosyachenko, E.V. Grushko, X. Mathew. Solar Energy Mater. and Solar Cells, 96, 231 (2012)
  4. L.A. Kosyachenko, X. Mathew, V.Ya. Roshko, E.V. Grushko. Solar Energy Mater. and Solar Cells, 114, 179 (2013)
  5. W.N. Shafarman, S. Siebentritt, L. Stolt. In: Handbook of Photovoltaic Science and Engineering, 2nd edn. (John Wiley \& Sons, Ltd. West Succex, UK, 2011) p. 546
  6. Zhong-Hong Dai, Rong-Jun Zhang, Jie Shao, Yi-Ming Chen, Yu-Xiang Zheng, Jia-Da Wu, Liang-Yao Chen. J. Korean Phys. Soc., 55, 1227 (2009)
  7. S. Ninomiya, Sadao Adachi. J. Appl. Phys., 78, 1183 (1995)
  8. P.D. Paulson, R.W. Birkmire, W.N. Shafarman. J. Appl. Phys., 94, 879 (2003)
  9. V.L. Bonch-Bruevich. Phys. Status Solidi B, 42 (1), 35 (1970)
  10. M. Born, E. Wolf. Principles of Optics, 7th edn. (University Press, Cambridge, 1999) Sec. 1.6.4
  11. Reference solar spectral irradiance at the ground at different receiving conditions. Standard of International Organization for Standardization ISO 9845-1:1992
  12. L. Kosachenko, T. Toyama. Solar Energy Mater. and Solar Cells, 120 (pt B), 512 (2014)
  13. L. Kosachenko, A.I. Savchuk, E.V. Grushko. Thin Sol. Films, 517, 2386 (2009)
  14. S.M. Sze, K.K. Ng. Physics of Semiconductor Devices, 3rd edn (Wiley-Interscience, New Jersey, 2006)
  15. Y. Okuhara, H. Matsubara, C. Numako, M. Takata. J. Australian Ceramic Society, 49, 15 (2013)
  16. Chien-Dhen Diao, Hsin-Hui Kuo, Wen-Cheng Tzou, Yen-Lin Chen, Cheng-Fu Yang. Materials, 7, 206 (2014)
  17. G. Brown, V. Faifer, A. Pudov, S. Anikeev, E. Bykov, M. Contreras, J. Wu. Appl. Phys. Lett., 96, 022 104 (2010)
  18. S.A. Dinca, E.A. Schiff, W.N. Shafarman, B. Egaas, R. Noufi, D.L. Young. Appl. Phys. Lett., 100, 103 901 (2012)
  19. K. Puech, S. Zott, K. Leo, M. Ruckh, H.-W. Schock. Appl. Phys. Lett., 69, 3375 (1996)
  20. I. Repins, M. Contreras, M. Romero, Y. Yan, W. Metzger, J. Li, S. Johnston, B. Egaas, C. DeHart, J. Scharf, B.E. McCandless, R. Noufi. The 33rd IEEE Photovoltaic Specialists Conf. (San-Diego, California, 2008) Paper NREL/CP-520-42539
  21. K. Hecht. Zeits. Phys., 77, 235 (1932)
  22. C. Sah, R. Noyce, W. Shockley. Proc. IRE, 46, 1228 (1957)
  23. L.A. Kosachenko, E.V. Grushko, V.V. Motushchuk. Solar Energy Mater. and Solar Cells, 90, 2201 (2006).

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.