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用于提高地面和航天太阳能电池效率的新材料(俄罗斯)

项目概况:

提高太阳能电池(太阳能电池)效率的有前途的方法之一是使用渐变间隙AlxGa1-xAs – InxGa1-xAs 异质结构。梯度间隙结构是可变组成的层,其带隙(Eg)以一定间隔变化。例如,这些化合物的eV从0.36(InAs)到2.168(AlAs)eV 不等,这对应于可见辐射范围(593–1252 nm)。在这种情况下的主要特征之一是相邻层的晶格常数的接近度,这对于避免层界面处的弹性应力的松弛和错配位错的形成是必要的,该错配位错使材料的结构和复合性能恶化。根据提出的研究结果,基于AlxGa1-xAs-InxGa1-xAs梯度间隙异质结构的SC效率值在AM1.5 为25.1%。

提高限流电阻效率的方法之一是减少AIIIBV film-Si衬底边界晶体结构缺陷的数量。在这方面,提供低温合成AIIIBV 薄膜的最有前途的方法是脉冲激光沉积(ILN)和离子束沉积(ILO)。当AL0.3Ga0.7As和GaP薄膜喷涂在p 型硅衬底上并进一步热循环时,p-Si衬底和n-Si层之间产生p-n 过渡,这是由于砷或磷原子的扩散而发生的。研究表明,与Al0.3Ga0.7As/GaAs 结构相比,GaP/Si结构对光谱的较短波长区域具有灵敏度偏移。研究表明,所得SE的空载电压的最大值达到0.9v,外部量子效率约为74.5%。

提高太阳能电池效率的新方向是创建具有基于GeSi和III-V 化合物的量子点(QD)的纳米异质结构。使用梯度外延(GE),基于III-V 化合物(GaPAs-QD / GaAs)的固溶体获得了半导体量子点。GaAs矩阵中具有InAs QD的异质结构引起了人们的极大兴趣。在太阳能电池中使用量子尺寸结构为控制光响应光谱带提供了可能性。研究表明,通过离子束沉积为SC制备具有量子点的InAs/GaAs异质结构的可行性。所获得的结果作为有效光电转换器的半导体结构的有源层可能具有实际意义。

改变太阳能电池特性的解决方案之一是使用功能性涂层,在不改变其生产技术的情况下实现光电转换器的效率提高。这种多功能涂层还可减少太阳能电池的反射损耗和欧姆损耗,并扩大光谱灵敏度。可以基于半导体氧化物和掺杂有金属纳米粒子的聚乙烯醇缩丁醛(PVB)薄膜来创建此类涂层。将金属纳米颗粒结合到膜中,可以在相当宽的范围内改变折射率。另外,用纳米颗粒掺杂半导体氧化物膜可以增加其导电性。金属纳米颗粒的另一个重要特性是出现等离子体激元共振,其结果是吸收了太阳光谱中的紫外线部分。基于这些特性,通过纳米颗粒的功能性涂层提高了太阳能电池的效率。因此,对在TiO2膜中使用银纳米颗粒的研究表明,在300–450nm 范围内,GaInP级联的外部量子产率提高了20%。

获得的结果表明,在短波长(300-450nm)光电转换器中,可以使用掺杂有银纳米颗粒的TiO2薄膜作为功能涂层。

合作方式:

合作开发。

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