Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Чопра К. -> "Тонколенточные солнечные элементы" -> 139

Тонколенточные солнечные элементы - Чопра К.

Чопра К., Дас С. Тонколенточные солнечные элементы — М.: Мир, 1986. — 435 c.
Скачать (прямая ссылка): tonkosloyniesolnichnieelementi1986.djvu
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 177 >> Следующая

Олсен и Бохара [59] создавали тыльно-барьерные элементы па основе Си — Си20, помещая на несколько минут в печь с температурой 1050°С очищенную медную подложку (для получения пленки Си20), а затем резко охлаждая оксидированную пластину с помощью дистиллированной воды. Слой СиО, образующийся в процессе закалки, удалялся посредством травления в 20%-ном растворе NaCN. Образцы промывались, и для создания омического контакта на поверхность Си20 из паровой фазы осаждались медь или никель.
Фронтально-барьерные элементы представляют собой по существу приборы со структурной металл — диэлектрик — полу-
360
Глава 7
проводник. Диодный коэффициент, найденный из вольт-амперных характеристик, оказывается величиной более двух. Значения диффузионного потенциала VD, определяемые по результатам измерений вольт-фарадных характеристик, с достаточной степенью точности совпадают с расчетными значениями Vd для модели элемента со структурой металл — диэлектрик — полупроводник. Измерения вольт-амперных характеристик и фотоотклика показывают, что значения высоты барьера заключены в пределах 0,7.. .0,8 эВ. У элементов со слоем Си20 толщиной 161 и 37 мкм коэффициент собирания носителей при длине волны Я = 0,65 мкм равен 0,25 и 0,65 соответственно. Основываясь на результатах расчета, Олсен и Бохара [59] приходят к выводу о том, что при оптимальной толщине слоя диэлектрика и малом последовательном сопротивлении элементов их КПД может превысить 10%. В настоящее время лучшие элементы на основе Си — Си20 при интенсивности излучения 100 мВт/см2 имеют Voc = 0,37 В, /5С = 7,7 мА/см2. FF = 0,57 и т)= 1,6% [41].
7.9 Органические полупроводники
Органические полупроводники привлекают внимание вследствие низкой стоимости и возможности их получения в необходимом количестве при крупномасштабном производстве фотоэлектрических преобразователей. Однако в силу определенных свойств, присущих этим материалам, создаваемые на их основе солнечные элементы обладают очень низкой эффективностью. В одной из ранних работ, посвященных анализу КПД солнечных элементов на основе органических полупроводников, Фэнг [60] показал, что если один из двух контактов, на поверхности органического полупроводника не будет обладать диодными характеристиками, то возможно получение КПД около 0,01 %. Гош и др. [61, 62] изучали фотоэлектрические и диодные характеристики солнечных элементов с барьером Шоттки на основе А1 — Mg-фталоцианин— Ag и со структурой А1 — тетрацен — Au. Авторы установили, что у элементов на основе фталоцианина магния ток короткого замыкания Isc связан с интенсивностью излучения Н зависимостью* 7SC~Я0’5. Для напряжения холостого хода Voc справедливо соотношение У0С~1пЯ, типичное для элементов с барьером Шоттки или р — n-переходом. Отмечается, что солнечные элементы имеют большое последовательное сопротивление. Диффузионная длина электронов, найденная с помощью спектральной характеристики чувствительности, равна 1,5 • 10—6 см. Чувствительность элементов зависит от направления падения: света. Согласно результатам измерений вольт-фарадных ха-
Новые типы солнечных элементов
361
рактеристик, диффузионный потенциал составляет 0,6 В, а ширина обедненного слоя — 2,5 • 10~6 см. Коэффициент собирания фотогенерированных носителей равен 1,5-10-3. Если свет с длиной волны 0,69 мкм поступает в элемент со стороны слоя алюминия, то КПД составляет около 0,01 %. В элементах на основе тетрацена [62] протекание тока при прямом напряжении смещения обусловлено процессами, происходящими в области пространственного заряда при участии дырок, инжектируемых из слоя Au. Установлено, что Isc~Яп, где п = = 0,6... 1. Как и у элементов на основе фталоцианина магния, спектральная чувствительность элементов на основе тетрацена зависит от направления падения света.
У элементов со структурой Сг — хлорофилл а — Hg [63], при создании которых микрокристаллическая пленка хлорофилла а осаждается электролитическим методом, коэффициент выпрямления составляет 103. Прямая темновая вольт-ам-перная характеристика описывается уравнением Шокли, причем у элементов площадью 0,08 см2 диодный коэффициент равен 1,6, а обратный ток насыщения — 2* 10-11 А. Измерения показывают, что КПД преобразования энергии излучения с длиной волны 0,745 мкм при мощности падающего светового потока 6*10~5 Вт составляет 0,01 %. При таком уровне освещенности напряжение холостого хода элементов, равное 0,32 В, не зависит от интенсивности света Я, тогда как ток короткого замыкания меняется по линейному закону при вариациях Я. Коэффициент собирания носителей заряда в элементах этого типа составляет 0,007.
Солнечные элементы с барьером Шоттки на основе фтало-цианнна (в состав которого не входит металл), диспергированного в органическом связующем и заключенного между электродами из Sn02: Sb и Al [64], при низкой интенсивности излучения (0,06 Вт/м2) с длиной волны 0,67 мкм имеют КПД более 6%. Если экстраполировать зависимость КПД от интенсивно' сти излучения к значению Я света с длиной волны 0,67 мкм, содержащегося в солнечном спектре при максимально возможной общей интенсивности, составляющей ~ 1400 Вт/м2, то КПД уменьшится до 0,01 %. Это снижение эффективности элементов может быть связано с влиянием процессов, происходящих в области пространственного заряда. Напряжение холостого хода элементов данного типа достигает 1,1 В. Возможность улучшения их характеристик ограничена вследствие существования зависимости коэффициента собирания носителей от напряженности электрического поля в области пространственного заряда.
Предыдущая << 1 .. 133 134 135 136 137 138 < 139 > 140 141 142 143 144 145 .. 177 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed