Снижение оптических потерь в солнечных элементах на основе арсенида галлия Галлий арсениді негізінде күн элементтерінің оптикалық шығынын төмендету

Аннотация

Эффективное антиотражающее покрытие является существенным для улучшения характеристик солнечного элемента увеличения оптического поглощения света. В работе представлены результаты исследования солнечных элементов на основе GaAs с тонкой пленкой нитрида кремния в качестве антиотражающего покрытия. В качестве контрольных структур использовали солнечные элементы с барьером Шоттки, изготовленные из базовых структур путем химического травления антиотражающего покрытия и верхнего эмиттерного слоя и химического осаждения тонкого слоя Au на поверхность GaAs n-типа. На фронтальные поверхности солнечных элементов как с p-n-переходом, так и с барьером Шоттки наносились наночастицы оксида никеля, синтезируемые в противоточном пламени пропана и кислорода на поверхности нихромовой проволоки. Наночастицы имели характерные размеры 50-300 нм в зависимости от условий синтеза и наносились распылением на поверхность фотопреобразователя. Установлено, что наночастицы оксида никеля существенно влияют на антиотражающий эффект и, поэтому улучшают эффективность солнечного элемента. Определена оптимальная концентрация наночастиц на поверхности, соответствующая максимальному току короткого замыкания. Показано, что покрытие из наночастиц оксида никеля повышает коэффициент полезного действия солнечных элементов на 4,7% за счет рассеяния света на них и увеличения числа фотонов, поглощенных в активной области солнечного элемента. Эффективті керішағылысу қабаты, күн элементінің сипаттамасын жақсарту үшін және де жарықтың оптикалық жұтылуын көбейтуде маңызды болып табылады. Бұл жұмыста кері шағылысу қабаты ретінде нитрид кремний жұқа қабыршағы бар GaAs негізінде жасалған күн элементінің нәтижелері келтірілген. Бақылаушы құрылымы ретінде Шоттки барьері бар күн элементтерін шағылысу қабатын химиялық желіндеу әдісін және жоғарғы эмиттер қабатын қолдану арқылы n-типті GaAs бетіне жұқа алтын қабаты химиялық жолмен отырғызылды. Күн элементтерінің фронталдық бетіне p-n ауысуы және Шоттки барьері арқылы никель тотығын пропан мен оттегінің нихром сымының бетінде, жалынның кері ағынында синтезделген никель тотығы орнатылды. Наноқұрылымдардың өздеріне тән өлшемі бойынша 50-300 нм-ді құрды және синтездеу шартына байланысты, фототүрленгіштің бетіне тозаңдату әдісі арқылы отырғызылды. Никель тотыңының нанобөлшегі керішағылысу эффектісіне елеулі ықпалын тигізетіндігі анықталды, содықтан да бұл күн элементінің тиімділігін арттырады. Тұйықталған токтың максималды мәніне сәйкес нанобөлшектердің оптималды концентрациясы анықталды. Никель тотықты нанобөлшектер күн элементінің пайдалы әсер коэффициентін 4,7%-ға өскенін көрсеттік, бұл нәтиже ондағы жарықтың шашырауы мен фотондардың санының өсуімен және күн элементінің белсенді аймағындағы жұтылуымен дәленденді.