Вплив робочої температури на ефективність тонкоплівкових сонячних елементів

Автори Р.В. Зайцев1 , М.В. Кіріченко1 , Г.С. Хрипунов1 , С.А. Радогуз1, М.Г. Хрипунов1, Д.С. Прокопенко1 , Л.В. Зайцева2
Приналежність

1Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова 2, 61002 Харків, Україна

2Національний аерокосмічний університет «Харківський авіаційний інститут», вул. Чкалова, 17, 61000 Харків, Україна

Е-mail
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 4
Дати Одержано 20 грудня 2018; у відредагованій формі 07 серпня 2019; опубліковано online 22 серпня 2019
Посилання Р.В. Зайцев, М.В. Кіріченко, Г.С. Хрипунов, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 4, 04029 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(4).04029
PACS Number(s) 68.55.Jk, 68.47.Fg
Ключові слова Фотоелектричні перетворювачі, Тонкі плівки (38) , ККД, Вихідні та діодні параметри, Робоча температура (3) .
Анотація

У роботі розглянуто результати дослідження залежності ефективності плівкових фотоелектричних перетворювачів від їх робочої температури та проведено їх порівняння. Приведено аналіз фізичних механізмів впливу температури на вихідні, діодні та електронні параметри фотоелектричних перетворювачів. Визначення вихідних параметрів гнучких фотоелектричних перетворювачів здійснювалося за допомогою вимірювання світлових вольт-амперних характеристик за допомогою освітлювача на основі потужних напівпровідникових світлодіодів різного кольору для імітаційного випромінювання, характерного для стандартного наземного спектра сонячного світла. Для забезпечення ефективного неруйнівного контакту випробувальних зразків гнучких елементів на основі телуриду кадмію до кола вимірювання розроблено і використано спеціальний контактний пристрій. Головною особливістю контактного пристрою є чотири роздільних вертикально рухомих металевих зонда у вигляді напівсфер з полірованими поверхнями, що унеможливлює проколювання плівкових електродів. Дані зонди мають можливість індивідуального позиціонування кожного зонда, що здійснюється за допомогою твердої поворотної консолі змінної довжини, прикріпленої до корпусу. Отримано коефіцієнти зниження ефективності від робочої температури фотоелектричного перетворювача, що складають для пристроїв на основі CdTe – 0.14 %/C, для CuInSe2 – 0.36%/C, для аморфного кремнію – 0.21 %/C. Аналітична обробка та аналіз впливу світлових діодних характеристик на ефективність приладів на основі CdTe показали, що температурна стабільність їх ефективності забезпечується стабільністю густини діодного струму насичення, величина якого збільшується на 50 % з 1.9·10 – 9 А до 2.7·10 – 9 А з підвищенням температури від 20 °С до 50 °С. В той же час для приладів на основі CuInSe2 та аморфного кремнію встановлено, що основну роль у зниженні ефективності при підвищенні температури має зменшення густини струму короткого замикання, напруги холостого ходу та коефіцієнта заповнення вольт-амперних характеристик.

Перелік посилань