ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЕ КОНЦЕНТРИРОВАННОГО СОЛНЕЧНОГО И МОЩНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В статье приводятся результаты разработок гетероструктурных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) на основе полупроводниковых соединений А3В5, получаемых методом МОС-гидридной эпитаксии. Максимальный КПД продемонстрирован в монолитных каскадных солнечных элементах с тремя p-n переходами на основе гетероструктуры GaInP/Ga(In)As/Ge. В каскадных элементах для космических батарей КПД составляет более 30% в условиях околоземного космического пространства. Для использования в наземных условиях разработаны каскадные солнечные элементы с КПД более 43% при концентрированном солнечном излучении. Разработаны энергоустановки с системами ориентации концентраторных фотоэлектрических модулей на Солнце. Показаны перспективы крупномасштабного использования каскадных солнечных элементов в космических батареях и в наземной солнечной энергетике. Представлены результаты разработок в AlGaAs/GaAs фотоэлектрических преобразователях мощного лазерного излучения в диапазоне длин волн 800–860 нм, обеспечивающие КПД = 62% при плотностях мощности падающего лазерного излучения до 0.15 кВт/см2.

Ключевые слова

,

Об авторах

В. Андреев

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Санкт-Петербург

Николай Калюжный

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Санкт-Петербург

В. С. Калиновский

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Санкт-Петербург

Е. В. Контрош

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Санкт-Петербург

С. А. Левина

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Санкт-Петербург

А. В. Малевская

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Санкт-Петербург

С. А. МИНТАИРОВ

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Санкт-Петербург

М. В. Нахимович

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Санкт-Петербург

М. З. Шварц

Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН

Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Иоффе А.В., Иоффе А.Ф. Фотоэлектродвижущие силы в кристаллах куприта // ЖТФ.1935. 5. С. 111
  2. Chapin D.M., Fueller C.S., Pearson G.L. A new silicon p-n junction photocell for converting solar radiation into electrical power // J. Appl. Phys. 1954. 25. 676
  3. Васильев А.М., Ландсман А.П. Полупроводниковые фотопреобразователи. М.: Сов. радио, 1971
  4. Алферов Ж.И., Андреев В.М., Каган М.Б. и др. Солнечные преобразователи на основе гетеропереходов p-AlxGa1-xAs – n-GaAs // ФТП.1970. 4. 12. С. 2378
  5. Андреев В.М., Долгинов Л.М., Третьяков Д.Н. Жидкофазная эпитаксия в технологии полу проводниковых приборов. М.: Сов. радио, 1975
  6. Андреев В.М., Грилихес В.А., Румянцев В.Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. М.: Наука, 1989
  7. Andreev V.M, Grilikhes V.A, Rumyantsev V.D. Photovoltaic Conversion of Concentrated Sunlight. John Wiley & Sons Ltd, 1997
  8. Alferov Zh.I., Andreev V.M., Rumyantsev V.D. III–V heterostructures in photovoltaics //Concentrator Photovoltaics / Eds.: A.Luque, V.Andreev. 2007. Vol.130. P. 25–50
  9. Alferov Zh.I., Andreev V.M., Rumyantsev V.D. III–V solar cells and concentrator arrays // High-Efficient Low-Cost Photovoltaics / Eds.: V.Petrova-Koch, R.Hezel, A.Goetzberger. 2008. Vol. 140. P. 101–141
  10. Rumyantsev V.D. Terrestrial concentrator PV systems // Concentrator Photovoltaics // Springer Series in Optical Sciences (2007). Vol. 130. Р. 151–174
  11. Bett A.W., Dimroth F., Shiefer G. Multijunction concentrator solar cells // Concentrator Photovoltaics // Springer Series in Optical Sciences (2007). Vol. 130. Р. 67–87
  12. Sala G., Luque A. Past experiences and new challenges of PV concentrators // Concentrator Photovoltaics // Springer Series in Optical Sciences (2007). Vol. 130. Р. 1–23
  13. Handbook of Concentrator Photovoltaic Technology // John Wiley & Sons, Ltd., Edited by C.Algora, I.Rey-Stolle (2016)
  14. Pakhanov N.A., Andreev V.M., Shvarts M.Z., Pchelyakov O.P. // State-of-the-art architectures and technologies of high-efficiency solar cells based on III–V heterostructures for space and terrestrial applications // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing (2018) Vol. 54. No. 2. P. 187–202
  15. High-Efficient Low-Cost Photovoltaics // Springer Series in Optical Sciences, Edited by V.Petrova-Koch, R.Hezel-Goetzberger (2020), Vol. 140
  16. Alferov Zh.I., Andreev V.M., Shvarts M.Z. III–V Solar Cells and Concentrator Arrays // High-Efficient Low-Cost Photovoltaics. Recent Developments. Second Edition Springer Ser. Opt. Sci. (2020). Vol. 140. Р. 133–174
  17. E. Oliva, E. Dimroth, A.W. Bett. Progress in Photovoltaics. Research and Applications. 16 (2008).P. 289–295
  18. А.Н. Паньчак, П.В. Покровский, Д.А. Малевский, В.Р. Ларионов, М.З. Шварц // Письма в ЖТФ. 45 (2) (2019). C. 26–28
  19. B.П. Хвостиков, Н.А. Калюжный, С.А. Минтаиров, С.В. Сорокина, Н.С. Потапович, В.М. Емельянов, Н.Х. Тимошина, В.М. Андреев // ФТП.50 (9) (2016). C. 1242–1246
  20. H. Helmers, E. Lopez, O. Höhn, D. Lackner,J. Schön, M. Schauerte, M. Schachtner, F. Dimroth, A.W. Bett. Phys. Status Solidi RRL (2021).2100113. https://doi.org/10.1002/pssr.202100113
  21. N.A. Kalyuzhnyy, A.V. Malevskaya, S.A. Mintairov, M.A. Mintairov, M.V. Nakhimovich, R.A. Salii, M.Z. Shvarts, V.M. Andreev. Solar Energy Materials & Solar Cells. 262 (2023). PP. 112551

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Издательство "Наука", 2024