Вышедшие номера
Растекание тока в солнечных элементах: двухпараметрическая трубковая модель
РФФИ, 13-08-00534-а
Минтаиров М.А. 1, Евстропов В.В.1, Минтаиров С.А.1, Тимошина Н.Х.1, Шварц М.З.1, Калюжный Н.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: mamint@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 14 декабря 2015 г.
Выставление онлайн: 19 июня 2016 г.

Явление растекания является существенным для концентраторных солнечных элементов, так как лимитирует эффективность (кпд) при больших кратностях концентрирования солнечного излучения. Предложена и разработана модель, описывающая закономерности растекания тока под контактной сеткой солнечного элемента. Модель использует стилизованное представление о линиях тока и соответственно о трубках тока: она содержит два резистивных параметра, учитывающих переменную латеральную (горизонтальную) и постоянную вертикальную составляющие сопротивления каждой трубки. В модели учтено, что толщина области растекания значительно меньше расстояния между полосками контактной сетки, поэтому значительный вклад в результирующие сопротивления дают латеральные участки трубок. Получены расчeтные вольт-амперные характеристики солнечного элемента в резистивном и безрезистивном случаях. Вольт-амперная характеристика сопротивления растекания, полученная вольтовым вычитанием этих характеристик, является нелинейной и зависит от фотогенерированного тока. Таким образом, электрическая эквивалентная схема солнечного элемента содержит сосредоточенное нелинейное сопротивление, параметрически зависящее от фотогенерированного тока. Сделано сопоставление экспериментальных и расчeтных ВАХ на примере Ge, GaAs и GaInP солнечных элементов и определены оба резистивных параметра модели. Модель правильно описывает закономерности растекания в однопереходных солнечных элементах и может быть расширена на многопереходные солнечные элементы.