Инновационные микро-фотоэлементы получили КПД 34,4% - «Новости Электроники»
Французско-канадская исследовательская группа добилась рекордных показателей эффективности для фотоячейки с тройным переходом, предназначенной для работы в составе системы с солнечными концентраторами. В основе разработки лежат соединения химических элементов III–V групп Периодической системы: фосфид индия-галлия, арсенид индия-галлия и германий. Активная площадь самого маленького устройства — 0,089 мм2.
«Мы еще не объединяли эти фотоэлементы в рабочие модули, — рассказал профессор Шербрукского университета Максим Дарнон. — Мы были бы рады сотрудничать с любой группой, которой понадобятся такие ячейки».
Процесс изготовления инновационных фотоэлементов в целом аналогичен применяемому при промышленном производстве ячеек на базе элементов III–V групп, однако для резки пластин полупроводника на кристаллы вместо механического пиления используется плазменное травление.
Максим Дарнон отмечает, что такая технология позволяет значительно сократить потери материала, а потому является единственной экономически выгодной при промышленном выпуске фотоэлементов микрометрового масштаба.
Кроме того, плазменная резка снижает вероятность возникновения дефектов в кристалле и дает возможность придавать элементам любую форму, тем самым оптимизируя поглощение при различной освещенности.
В рамках исследовательской работы ученые сделали фотоэлектрические элементы с прямоугольной, круглой и шестиугольной активной областью путем последовательного наращивания кристаллов на германиевой пластине. На ее задней стороне были созданы проводящие шины из титана и алюминия.
Сверху на ячейки при помощи плазменно-химического осаждения из газовой фазы нанесли антибликовое покрытие. Оно играет решающее значение в минимизации поверхностных рекомбинаций, снижающих эффективность устройства.
Во время тестирования при спектре AM1.5G, соответствующего естественному освещению в средних широтах, фотоэлемент выдавал напряжении холостого хода 2,35 В, плотность тока короткого замыкания 12,4 мА/см2 и коэффициент заполнения 82,7%. По мере уменьшения активной площади устройства его показатели снижаются, особенно при отсутствии антибликового покрытия.
Максимальный КПД 34,4% был зафиксирован для фотоэлемента площадью 1 мм2 при 450-кратной концентрации света. Устройство на 0,25 мм2 обеспечивало эффективность 33,8% при освещении, усиленном в 584 раза.
Источник: usherbrooke.ca
И будьте в курсе первыми!
