Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 2" -> 130

Физика полупроводниковых приборов Книга 2 - Зи С.

Зи С. Физика полупроводниковых приборов Книга 2 — М.: Мир, 1984. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov21984.djvu
Предыдущая << 1 .. 124 125 126 127 128 129 < 130 > 131 132 133 134 135 136 .. 145 >> Следующая

частиц высоких энергий, достигающих элемента в космическом пространстве,
перед лицевой поверхностью элемента всегда должно помещаться защитное
покрытие (например, содержащая церий тончайшая бумага).
14.3.4. Конструкции прибора
Для достижения более высокой эффективности преобразования предлагалось
большое число различных конструкций солнечных элементов. Мы рассмотрим
некоторые из них.
Солнечный элемент с барьером вблизи тыловой поверхности (БТП) имеет
существенно большее выходное напряжение, чем обычные элементы [21].
Зонная диаграмма такого элемента показана на рис. 16. Лицевая поверхность
этого элемента изготавливается обычным способом, а вблизи тыловой
поверхности перед металлическим омическим контактом создается
сильнолегированный полупроводниковый слой. Потенциальный барьер qyp,
возникающий между двумя базовыми областями, препятствует выходу
неосновных носителей из менее легированной области. Элемент с БТП
эквивалентен обычному элементу с толщиной полупроводника Xj + W + Wv и с
очень малой скоростью поверхностной рекомбинации вблизи тыловой
поверхности (Sn < 100 см/с). Уменьшение Sn приводит к увеличению
спектрального отклика для фотонов с малыми энергиями, а следовательно, и
к возрастанию плотности тока короткого замыкания. Кроме того, повышается
напряжение холостого хода, что обусловлено возрастанием тока4 короткого]
замыкания, ^ уменьшением рекомбинационного тока тылового контакта и,
наконец, появлением дополнительной потенциальной энергии дц>р между р- и
/?+-областями.
Рис. 16. Зонная диаграмма солнечного п+ - р - р+-элемента с барьером
вблизи тыловой поверхности [21 ].
Солнечные батареи
413
Для создания "фиолетовых" элементов используют пониженную концентрацию
легирующей примеси вблизи лицевой поверхности и меньшую глубину залегания
перехода [22]. При этом благодаря повышению времени жизни неосновных
носителей вблизи лицевой поверхности и относительно узкому лицевому
легированному слою спектральный отклик для высокоэнергетичных фотонов
сильно возрастает. На рис. 17 для сравнения представлены вместе
результаты измерений спектрального отклика обычного элемента с х}- - 0,4
мкм и ND = 5-1019см~3 и "фиолетового" элемента с х}- -0,2 мкм и
поверхностной концентрацией 5 • 1018см_3. Видно, что "фиолетовый" элемент
имеет существенно больший спектральный отклик в фиолетовой области
спектра (hv > 2,75 эВ); отсюда происходит название этого элемента. Форма
его спектрального отклика напоминает представленную на рис. 11,6
теоретическую кривую, относящуюся к случаю, когда скорость поверхностной
рекомбинации на лицевой поверхности Sp ^ 104 см/с.
На рис. 18, а показан текстурированный элемент, лицевая поверхность
которого покрыта пирамидами, созданными с помощью анизотропного травления
поверхности кремния, ориентированной в направлении (100) [23]. Свет,
падающий на боковую поверхность одной из пирамид, отражается на другую
пирамиду, что приводит к уменьшению оптических потерь. Коэффициент
отражения чистого кремния уменьшается с ~35 % для плоской поверхности до
~20 % для текстурированной поверхности. Нанесение дополнительного
просветляющего покрытия снижает потери на отражение вплоть до нескольких
процентов (рис. 18, б). Уменьшение отражения приводит к возрастанию как
тока короткого замыкания, так и напряжения холостого хода, что в свою
очередь повышает эффективность преобразования. Для текстурированных
элементов в условиях АМО получен к. п. д. выше 15 %.
Был предложен еще один новый тип солнечных элементов, использующий
анизотропное травление поверхности кремния
10
Рис. 17. Измеренные спектраль- §
ные отклики кремниевых сол- 0,2 нечных элементов с р-базой. !|
В фиолетовой области спектра ^ ^
/vrt/' ттттгг яАлУ1Г\ ГГ&ГТ'Г\ТЗГ\Г'Г\\\ Q ТТ ПИТПТТ'ГО ^ V
S 0,4
?
отклик "фиолетового" элемента 'о значительно превышает отклик обычного
элемента [22].
1,0 2,0 3,0 4,0
Энергия сротона, эВ
414
Глава 14
Рис. 18. Текстурированиый элемент с пирамидальной поверхностью (а) и
'зависимость от длины волны коэффициентов отражения солнечного элемента с
плоской поверхностью и просветляющим покрытием (штриховая линия) и
тексту-рированного солнечного элемента с просветляющим покрытием
(сплошная кривая) (б) [23].
с ориентацией (100), - многопереходные солнечные элементы на V-канавках
[24]. Такой элемент состоит из ряда отдельных /?+ - р - п+ (или р+-р-я+)-
диодов, соединенных последовательно (рис. 19, а). Трапецеидальная форма
отдельных диодов получается за счет анизотропного травления поверхности
кремния (100) через маску термически выращенной двуокиси кремния.
Эффективная оптическая толщина такого диода показана на рис. 19, б. При
толщине диода 50 мкм эффективная оптическая длина, усредненная по
различным траекториям света, превышает 250 мкм. Вследствие этого
эффективность фундаментального поглощения (т. е. отношение числа
поглощенных фотонов к полному числу фотонов с энергией hv ^ Eg,
попадающих в полупроводник) прев лшает 93 %. В результате повышенной
Предыдущая << 1 .. 124 125 126 127 128 129 < 130 > 131 132 133 134 135 136 .. 145 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed