"Письма в журнал технической физики"
Вышедшие номера
Увеличение эффективности трехпереходных солнечных элементов за счет метаморфного InGaAs-субэлемента
Russian Foundation for Basic Research, A, 19-08-00881 A
Минтаиров М.А.1, Евстропов В.В.1, Минтаиров С.А.1, Нахимович М.В.1, Салий Р.А.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: 27 мая 2021 г.
В окончательной редакции: 15 июня 2021 г.
Принята к печати: 16 июня 2021 г.
Выставление онлайн: 12 июля 2021 г.

Исследована эффективность трехпереходных солнечных элементов GaInP/GaAs/InxGa1-xAs, получаемых за счет замены (в широко используемой "классической" гетероструктуре GaInP/GaAs/Ge) нижнего германиевого субэлемента на InxGa1-xAs, формируемый с использованием технологии метаморфного роста. На основе оригинального подхода найдено оптимальное содержание индия в узкозонном субэлементе. Определены основные параметры субэлементов InxGa1-xAs с концентрацией индия от x=0.11 до 0.36, на основе которых выполнен расчет вольт-амперных характеристик солнечных элементов GaInP/GaAs/InxGa1-xAs. Определено, что при x=0.28 эффективность трехпереходного солнечного элемента увеличивается на 3.4% (abs.) по сравнению с эффективностью для "классического" варианта, достигая значения в 40.3% (AM1.5D). При этом показано, что эффективность таких солнечных элементов может быть увеличена до 41%. Ключевые слова: многопереходные солнечные элементы, фотопреобразователи, метаморфный буфер.
  1. T. Takamoto, H. Washio, H. Juso, in 2014 IEEE 40th Photovoltaic Specialist Conf. (PVSC) (IEEE, 2014), p. 1. DOI: 10.1109/PVSC.2014.6924936
  2. R.M. France, J.F. Geisz, I. Garcia, M.A. Steiner, W.E. McMahon, D.J. Friedman, T.E. Moriarty, C. Osterwald, J.S. Ward, A. Duda, M. Young, W.J. Olavarria, IEEE J. Photovolt., 6, 578 (2016). DOI: 10.1109/JPHOTOV.2015.2505182
  3. R.H. van Leest, D. Fuhrmann, A. Frey, M. Meusel, G. Siefer, S.K. Reichmuth, AIP Conf. Proc., 2149, 020007 (2019). DOI: 10.1063/1.5124177
  4. J.F. Geisz, R.M. France, K.L. Schulte, M.A. Steiner, A.G. Norman, H.L. Guthrey, M.R. Young, T. Song, T. Moriarty, Nature Energy, 5, 326 (2020). DOI: 10.1038/s41560-020-0598-5
  5. N.A. Kalyuzhnyy, V.M. Emelyanov, V.V. Evstropov, S.A. Mintairov, M.A. Mintairov, M.V. Nahimovich, R.A. Salii, M.Z. Shvarts, Solar Energy Mater. Solar Cells, 217, 110710 (2020). DOI: 10.1016/j.solmat.2020.110710
  6. N.A. Kalyuzhnyy, V.M. Emelyanov, S.A. Mintairov, M.V. Nahimovich, R.A. Salii, M.Z. Shvarts, AIP Conf. Proc., 2298, 030001 (2020). DOI: 10.1063/5.0032903
  7. W. Guter, J. Schone, S.P. Philipps, M. Steiner, G. Siefer, A. Wekkeli, E. Welser, E. Oliva, A.W. Bett, F. Dimroth, Appl. Phys. Lett., 94, 223504 (2009). DOI: 10.1063/1.3148341
  8. M.W. Wanlass, S.P. Ahrenkiel, R.K. Ahrenkiel, D.S. Albin, J.J. Carapella, A. Duda, J.F. Geisz, S. Kurtz, T. Moriarty, R.J. Wehrer, B. Wernsman, in Conf. Record of the Thirty-first IEEE Photovoltaic Specialists Conf. (IEEE, 2005), p. 530. DOI: 10.1109/PVSC.2005.1488186
  9. D.J. Friedman, J.F. Geisz, A.G. Norman, M.W. Wanlass, S.R. Kurtz, in 2006 IEEE 4th World Conf. on photovoltaic energy conversion (IEEE, 2006), p. 598. DOI: 10.1109/WCPEC.2006.279527
  10. J.F. Geisz, S. Kurtz, M.W. Wanlass, J.S. Ward, A. Duda, D.J. Friedman, J.M. Olson, M.E. McMahon, T.E. Moriarty, J.T. Kiehl, Appl. Phys. Lett., 91, 23502 (2007). DOI: 10.1063/1.2753729
  11. F. Dimroth, T. Tibbits, M. Niemeyer, F. Predan, P. Beutel, C. Karcher, E. Oliva, G. Siefer, D. Lackner, P. Fus-Kailuweit, A.W. Bett, R. Krause, C. Drazek, E. Guiot, J. Wasselin, A. Tauzin, T. Signamarcheix, IEEE J. Photovolt., 6, 343 (2016). DOI: 10.1109/JPHOTOV.2015.2501729
  12. N.A. Pakhanov, V.M. Andreev, M.Z. Shvarts, O.P. Pchelyakov, Optoelectron. Instrum. Data Process., 54, 187 (2018). DOI: 10.3103/S8756699018020115
  13. М.А. Минтаиров, В.В. Евстропов, С.А. Минтаиров, Н.Х. Тимошина, М.З. Шварц, Н.А. Калюжный, ФТП, 49 (5), 682 (2015). [M.A. Mintairov, V.V. Evstropov, S.A. Mintairov, N.K. Timoshina, M.Z. Shvarts, N.A. Kalyuzhnyy, Semiconductors, 49 (5), 668 (2015). DOI: 10.1134/S1063782615050164]
  14. A. Zunger, S. Mahajan, in Handbook on semiconductors (Elsevier, Amsterdam, 1994), vol. 3, p. 1399
  15. I. Pietzonka, T. Sass, R. Franzheld, G. Wagner, V. Gottschalch, J. Cryst. Growth, 195, 21 (1998). DOI: 10.1016/S0022-0248(98)00594-6
  16. N.A. Kalyuzhnyy, S.A. Mintairov, M.A. Mintairov, V.M. Lantratov, in Proc. of the 24th Eur. Photovoltaic Solar Energy Conf. (WIP-Munich, 2009), p. 538. DOI: 10.4229/24thEUPVSEC2009-1CV.4.39
  17. S.R. Kurtz, D. Myers, J.M. Olson, in Conf. Record of the Twenty Sixth IEEE Photovoltaic Specialists Conf. (IEEE, 1997), p. 875. DOI: 10.1109/PVSC.1997.654226
  18. M.W. Wanlass, D.S. Albin, AIP Conf. Proc., 738, 462 (2004). DOI: 10.1063/1.1841925
  19. H. Cotal, C. Fetzer, J. Boisvert, G. Kinsey, R. King, P. Hebert, H. Yoonand, N. Karam, Energy Environ. Sci., 2, 174 (2009). DOI: 10.1039/b809257e

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.