ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ. СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ

Солнечный элемент под освещением

1.4.1. Фотовольтаический эффект вp-n-переходах

На p-n-переходах существует контактная разность потенциалов [14]—[16]. Этот потенциальный барьер обусловлен электрическим полем, которое по­является в результате диффузии основных носителей заряда через p-n - переход. При термодинамическом равновесии положение уровня Ферми во всей системе постоянно и энергетическая схема p-n-перехода отображена на рис. 2.5. В этом случае токи обусловлены свободными носителями заря­да, генерируемыми за счет теплового возбуждения, и в равновесии сум­марный ток равен 0.

image034

Рис. 2.5. Энергетическая схема p-n-перехода и токи носителей заряда при термодинамическом равновесии (а) и освещении (б), (в)

Предположим теперь, что на p-n-переход падают фотоны с энергией, большей, чем ширина запрещенной зоны. В результате поглощения фотона возникает электронно-дырочная пара. Под действием внутреннего поля в p-n-переходе созданные светом носители заряда движутся в противопо­ложных направлениях: дырки — в p-область, а электроны — в «-область. Эти перешедшие через p-n-переход носители заряда создадут добавочный ток. Так как перешедшие в p-область избыточные дырки уменьшают отри­цательный объемный заряд, то энергетические уровни в p-области снижа­ются, в результате чего происходит понижение потенциального барьера.

Следовательно, разделение фотогенерированных носителей электрическим полем в приконтактной области р-«-перехода приводит к возникновению разности потенциалов, приложенной к р-«-переходу в прямом направле­нии, называемой фотоЭДС. Это эквивалентно приложению напряжения U в прямом направлении к неосвещенному р-«-переходу

Электроны из «-области и дырки из p-области, преодолевая понижен­ный потенциальный барьер, будут инжектированы в другую область, где они станут неосновными носителями заряда и рекомбинируют. При этом токи, обусловленные инжектированными носителями заряда, направлены из p - в «-область. Стационарное состояние установится тогда, когда число созда­ваемых светом электронно-дырочных пар сравняется с числом носителей заряда, уходящих через пониженный потенциальный барьер р-«-перехода. Если р-«-переход соединен с внешней цепью, то можно измерить фотоЭДС. Следовательно, освещенный р-«-переход действует как фотоэлемент.

Процесс преобразования солнечной энергии в электрическую можно ус­ловно разбить на четыре стадии: 1) поглощение света; 2) генерация электрон­но-дырочных пар; 3) разделение носителей заряда р-«-переходом; 4) сбор но­сителей заряда на электродах.

Эти четыре стадии преобразования солнечной энергии можно выделить в работе практически всех существующих солнечных элементов. Непродук­тивная работа любой из этих стадий приводит к понижению эффективности преобразования энергии солнечного элемента в целом.

ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ. СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ. НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ

Ключевые особенности технологических процессов, используемых «Oerlikon Solar»

Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) — активирован­ный плазмой ВЧ разряда химический процесс, наиболее распространенный для получения пленок аморфного и микрокристаллического кремния, ис­пользуемых в технологии фирмы «Oerlikon Solar». В плазме происходит …

Описание разработок технологии фирмы «Oerlikon Solar» по производству солнечных модулей на основе аморфного и микрокристаллического кремния (www. oerlikon. com)

В настоящее время солнечная энергетика является одним из наиболее перспективных видов возобновляемой энергетики. Основным устройством, используемым для прямого преобразования энергии солнечного света в элек­троэнергию, является солнечный модуль (СМ). Широкое применение …

Солнечные элементы на основе аморфного кремния

Наиболее значимыми на мировом рынке в области тонкопленочных солнечных элементов на основе аморфного кремния являются зарубежные компании, имеющие собственное производство гетероструктурных тонко­пленочных фотопреобразователей. Ведущими производителями каскадных тонкопленочных солнечных элементов на …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.