Регистрация / Вход
Прислать материал

Современное состояние солнечных элементов на основе аморфного кремния

Фамилия
Жукова
Имя
Анастасия
Отчество
Игоревна
Номинация
Нанотехнологии
Институт
Новых материалов и нанотехнологий (ИНМиН)
Кафедра
Технологии материалов электроники
Академическая группа
МКТ-13-2
Научный руководитель
к.ф-м.н., доцент Рабинович О.И.
Название тезиса
Современное состояние солнечных элементов на основе аморфного кремния
Тезис

Современное состояние солнечных элементов на основе аморфного кремния

В настоящее время изучение и использование альтернативных источников энергии является одной из наиболее важных задач для промышленности. Солнечная энергетика наиболее актуальный вид альтернативной энергетики. Первыми солнечными элементами с КПД 6% были солнечные элементы на кристаллическом кремнии, сейчас они являются наиболее распространенными элементами для частного использования и имеют КПД около 20%. Однако данный вид солнечных ячеек имеет ряд значительных недостатков. Стремление избавиться от недостатков кристаллических элементов, привело к появлению нового вида - тонкоплёночных солнечных элементов. Такие солнечные элементы изготавливаются из аморфного кремния (α-Si), микрокристаллического кремния (μс-Si) или поликристаллического кремния (multi-cSi). КПД у данных фотоэлектрических солнечных элементов невелик (примерно 9-12%), однако легкость, гибкость и относительно недорогое производство увеличивают актуальность их изучения. Последней «новинкой» в использовании солнечной энергии являются каскадные (или тандемные) солнечные элементы, в которых благодаря сочетанию полупроводниковых материалов с различными значениями ширины запрещенной зоны наблюдается большая эффективность. Для каскадных солнечных ячеек в настоящее время используются в основном четверные соединения AIIIBV (например, GaInNAs, GaPNAs и др). Многие каскадные солнечные элементы изготавливаются на основе гидрогенизированного аморфного кремния (α-Si:Н), а также органических соединений.

В данной работе рассмотрены тонкопленочные солнечные элементы на основе аморфного кремния, структуры таких солнечных ячеек и их максимальный КПД. Толщина солнечных элементов на основе α-Si обычно составляет 0.5-1 мкм, а КПД в среднем имеет значение 11-12%. При использовании гидрогенизированного аморфного кремния в каскадных солнечных элементах, значение КПД таких элементов достигает 20-25%.

Рисунок 1. Структура солнечного элемента на гибкой тонкой подложке.