Ключ. слова: photoconversion efficiency, silicon solar cells, concentrated illumination
Індекс рубрикатора НБУВ: З264.545

Рубрики:

Кремнієві перетворювачі та випрямлячі

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

У межах самоузгодженого підходу проаналізовано закономірності впливу на поверхневі рекомбінаційні втрати (ПРВ) величини та знака поверхневого заряду, параметрів рекомбінаційних центрів межі поділу діелектрик - напівпровідник, концентрації легуючих домішок в емітері та в базовій області сонячного елемента (СЕ), а також рівня ін'єкції (РІ) в базі та в емітері. Показано, що пасивація поверхні діелектричним шаром, що містить вбудований заряд того ж знака, що й основні носії заряду в прилеглому напівпровідниковому шарі, може призвести до катастрофічного збільшення ПРВ. У той же час у разі утворення приповерхневих шарів збагачення чи інверсії ПРВ у випадку малих РІ істотно знижуються. Залежно від величини та знака поверхневого заряду характер залежності ефективної швидкості поверхневої рекомбінації (ПР) від РІ нерівноважних носіїв заряду може бути як спадним, так і зростаючим. В області максимально великих РІ ефективна швидкість ПР перестає залежати від РІ та конструктивного виконання СЕ та визначається винятково параметрами поверхневих рекомбінаційних центрів.

Експериментально досліджено характеристики сонячних елементів (СЕ) на основі мультикристалітного кремнію, покритих алмазоподібними вуглецевими (АПВ) просвітлювальними плівками. Показано, що такі покриття забезпечують суттєве збільшення к.к.д. сонячних елементів головним чином завдяки збільшенню густини струму короткого замикання. Теоретично проаналізовано вплив просвітлення та пасивації поверхні і об'єму на вольт-амперні характеристики СЕ при осадженні АПВ-плівок. Проаналізовано фізичні механізми ефектів, що спостерігались.

Наведено результати дослідження впливу рекомбінаційних експоненціально розподілених поверхневих центрів на процеси поверхневої рекомбінації та характеристики кремнієвих сонячних елементів (СЕ). Під час розрахунках вважалося, що система акцепторних поверхневих станів розташована в верхній половині забороненої зони кремнію, а донорних поверхневих станів - у нижній. Враховувалось також, що біля середини забороненої зони знаходиться дискретний поверхневий рівень. Показано, що у випадку, коли інтегральна концентрація неперервно розподілених центрів порівняна з концентрацією глибокого поверхневого рівня, вони впливають на характеристики кремнієвих СЕ лише завдяки рекомбінації. У другому випадку, коли їх концентрація порядку більша за концентрацію, яка характеризує вбудований у діелектрику заряд, вони безпосередньо впливають на величину поверхневого вигину зон і значення фотоерс. В результаті комп'ютерного моделювання встановлено умови, за яких швидкість рекомбінації через неперервно розподілені поверхневі центри є більшою за швидкість рекомбінації через глибокий дискретний рівень. Розраховано зменшення напруги розімкненого кола в кремнієвих інверсійних СЕ, пов'язане з рекомбінацією через неперервно розподілені центри. Розвинену теорію порівняно з експериментом.

Індекс рубрикатора НБУВ: З854.225

Рубрики:

Кремнієві фотоелементи

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.271.4

Рубрики:

Фотоелектричні явища

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.222

Рубрики:

Дефекти напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З843.31 + З851.122.2

Рубрики:

Германій, кремній та їхні сполуки

Діоди та кенотрони. Випрямні лампи

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено результати досліджень характеристик розроблених і виготовлених сонячних елементів (СЕ) та модулів (СМ) на основі мультикристалітного кремнію. Показано, що завдяки застосуванню обробок у плазмі водню й осадженню захисних і просвітлювальних алмазоподібних вуглецевих плівок можна створити високоефективні СЕ. Запропоновано нові конструкції СМ з покращаними експлуатаційними характеристиками. Ефективність запропонованих наукових і конструкторсько-технологічних підходів проілюстровано на прикладі СЕ з ККД 11 - 14 % та СМ з ККД 11 - 12,5 %.

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.2 + З854.2

Рубрики:

Фізика напівпровідників

Напівпровідникові фотоелектричні прилади

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З637

Рубрики:

Сонячні (геліо-) електричні станції

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.15

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З252.8

Рубрики:

Сонячні батареї

Шифр НБУВ: Ж16425 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Characteristics of basic silicon solar cells are experimentally researched and theoretically modeled using photons of incandescent lamps as sunlight simulator. It was established that increasing temperature evokes significant acceleration of short-circuit current growth. The reason of it is the shift of simulator spectrum to the higher wavelengths region as compared to the Sun one. This effect leads to a reduction in efficiency decrease for simulated sunlight with the increase of temperature. It should be taken into account in efficiency loss calculation with increase in the operating temperature. It has been shown that the results of theoretical modeling the temperature dependences for the short-circuit current density, open-circuit voltage and photoconversion efficiency are in good agreement with the experimental data obtained using the sunlight simulator. These results could be used to develop methods for investigation of temperature dependences of solar cell characteristics by using various sunlight simulators.

This paper describes the results of comparative studies of illumination current-voltage characteristics and spectral characteristics of silicon solar cells with rear location of the collector p-n-junction for the cases of non-passivated and passivated front illuminated surface. Passivation was performed by silicon dioxide layer or ITO layer. It was found that ITO layer surface passivation with formation of ITO/silicon heterojunction, unlike silicon dioxide layer passivation, leads to a significant reduction of the effective surface recombination velocity. It significantly increases the value of the internal quantum efficiency in the wavelength range from 550 to 1050 nm and, as a result, significantly increases the value of short-circuit current of solar cells.

The theoretical analysis of photovoltaic conversion efficiency of highly effective silicon solar cells (SC) has been performed for n-type and p-type bases. Considered here is the case when the Shockley-Read-Hall recombination in the silicon bulk is determined by the deep level of Fe. It has shown that, due to asymmetry of recombination parameters inherent to this level, the photovoltaic conversion efficiency is increased in SC with the n-type base and decreased in SC with the p-type base with the increase in doping. Two approximations for the band-to-band Auger recombination lifetime dependence on the base doping level are considered when performing the analysis. The experimental results are presented for the key characteristics of SC based on a-Si:H-n-Si heterojunctions with intrinsic thin layer (HIT). A comparison between the experimental and calculated values of the HIT cell characteristics has been made. The surface recombination velocity and series resistance are determined from it with a complete coincidence of the experimental and calculated SC parameters' values. Apart from the key characteristics of SC, surface recombination rate and series resistance were determined from the results of this comparison, in full agreement with the experimental findings.

We review a status of the research on conversion of solar energy into electricity by using the systems that split the solar spectrum with a set of luminescent concentrators. Influence of the luminophore choice (rare-earth elements, dyes, or semiconductor quantum dots) and their characteristics as well as the luminescence quantum losses, when the light quanta travel inside the optical waveguide formed by the luminescent concentrator, were analyzed. The methods to minimize these losses, including optimal converter design, were discussed. The choice of design with stacked luminescent concentrators was demonstrated. The design of the stacked luminescent concentrators with optimized parameters of the transparent matrix and semiconductor quantum dots was investigated.