Аморфные полупроводники и приборы на их основе - Хамакава Й.
Скачать (прямая ссылка):
В модуле / типа [40] каждый элемент соединяется последовательно на краю угла элемента, пленка a-Si не разделяется и модуль формируется почти на всей поверхности подложки стекло/ОНО (или Sn02).
В модуле // типа элементы соединяются вдоль всей боковой границы, а пленка a-Si разделена. В модуле III типа к каждой прозрачной проводящей пленке модуля / типа добавляется токосборный контакт. Такие модули a-Si-солнечных элементов интегрального типа могут давать высокое выходное напряжение.
Интегральные солнечные модули могут производиться следующим образом. Например, в модуле // типа (рис. 5.2.5, б) первыми на стеклянную подложку осаждается ряд разделенных прямоугольных прозрачных контактов. Далее на прозрачные контакты через соответствующую металлическую маску реально осаждаются p-, i- и и-слои; затем на слои a-Si через соответствующую маску наносятся алюминиевые контакты. Алюминиевый контакт первого элемента находится в соединении с прозрачным контактом второго элемента по всей боковой границе, таким образом эти два элемента соединены последовательно. При производстве интегральных модулей все соединения между элементами при использовании
15 N
Рис. 5.2.5. Три типа ([, И, Ш) интегральных модулей солнечных элементов на основе а-51 | 39]:
1 - подложка; 2 - токосборная сетка; ОНО - оксиды индия-олова
Рис. 5.2.6. Потери мощности (Рь), обусловленные сопротивлением лицевого контакта солнечного элемента, в зависимости от числа N солнечных элементов в интегральном модуле:
1 - контакт по одной стороне; 2 - контакт по периметру 240
соответствующей металлической маски могут быть выполнены одновременно, таким же образом, как этой делается в процессе производства интегральных схем. При таком производстве интегральных модулей используются преимущества образования a-Si путем плазменной реакции.
Модули / типа могут быть получены процессом, аналогичным описанному выше, но с той разницей, что пленка a-Si не разделяется. В модуле III типа, приведенном на рис. 5.2.5, в на каждый разделенный прозрачный контакт осаждается токосборная сетка и модуль получается в том же процессе, который использовался для производства модуля // типа.
Потери мощности P? из-за сопротивления лицевого контакта предварительно были рассчитаны для всех трех типов интегральных модулей методом, описанным ранее. Результаты расчетов представлены на рис. 5.2-6. Как видно из рисунка, P? быстро снижается с увеличением числа солнечных элементов на подложке интегрального модуля N. Снижение потери мощности, обусловленной размерным эффектом элемента, можно уменьшить путем использования структуры интегрального типа.
5.2.6. Оптимальная конструкция интегрального модуля солнечных элементов на основе a-Si
Одним из путей получения высокоэффективных модулей интегрального типа является подбор в них оптимального числа солнечных элементов. Как отмечено выше, увеличение числа элементов приводит к снижению потери мощности, но при этом одновременно уменьшается чувствительная площадь модуля. По этой причине в модулях // и /// типов должно использоваться оптимальное число элементов. Оптимальное число элементов в модулях этих двух типов подбирается следующим образом.
Обозначим через Ь длину в направлении потока тока в интегральном модуле а-ЗЬсолнечных элементов, а через й 1 длину в направлении этого потока, необходимую для соединения каждого элемента. Эти обозначения приведены на рис. 5.2.7 к.п.д. модуля // типа при принятых обозначениях дается следующим уравнением:
г? = т}0{1 ~ ЦЛ^ 1)^/1 ]|[1- (^/Утах)], (5-2.8)
где т)0 - к.п.д. а-8Ьсолнечного элемента малой площади, в котором потери мощности за счет лицевого контакта являются принебрежимо малы-
Рис. 5.2.7. Схема для расчета потери мощности, обусловленной сопротивлением лицевою контакта солнечного элемента
241
16-537
ми; Ртах — общая мощность, развиваемая элементами. Аналогичным образом можно выразить к.п.д. модуля III типа:
i?=4o[l- [(N+l)d1 +Nd2]l?}[l- (PLlPmiix)]..
(5.2.9)
где d1 - ширина токосборного контакта в средней части пленки ОИО.
Результаты расчетов для модуля // типа размером 10 X 10 см2 представлены на рис. 5.2.8, а. С изменением поверхностного сопротивления
-I)-
\\^/?s=/00»/a
- уго JO
Ur->— і і т
15 М і 5 7 N
Рис. 5.2.8. Рассчитанная зависимость к.п.д. интегрального модуля II (а) и III (б) типов от числа солнечных элементов N в нем:
а - размер модуля 10 X 10 см2; 2 - зазор между элементами <з = 0,1 см; б - размер модуля 10 х 10 см2, зазоры й, = 0,05 см, б? 2 = 0,05 см
лицевого контакта от 10 до 30 Ом/П оптимальное число солнечных элементов возрастает с 8 до 12. На рис. 5.2.8, б приведены результаты расчетов для модуля ///типа. В модуле III типа оптимальное число элементов меньше, чем в модуле // типа.
Таким образом выявлено, что структура интегрального типа является эффективной с точки зрения снижения потерь мощности, обусловленных электрическим сопротивлением лицевого контакта. Показано также, что
Рис. 5.2.9. ВАХ интегрального модуля II типа (9 элементов, соединенных последовательно) размером 10 X 10 см2 при освещении АМ-1 (100 мВт/см2)
