Преобразователь солнечной энергии в электрическую

, СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09 (1) в)Н 01 Ь 31/ сУСС Г.А.ходом 968, 4,тационпреобСЙТе,з и водни ,ке, а ников солне ую реобразователь сэлектрическую н основеькогени нои энергии в гетероперехода меж да кадмия и-типа халькогенида меди ду слоем х роводимост и сло димос-типа псов т исп СЙТе в качеств я фоточувствит иболее узкая и Применение г енид меди - т свести к минисход- льного реимуществом материала длявляется на ещенной зоны ктур хапьког ия позволяет ри на поверх 1 рин слоя етеро=еллуриимумуинацию запр стру к стную рекорд оте ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Комащенко В.Н., ФедорусФотоэлементы с р-и гетероперена основе пленок СЙБе. УФБ, 1с,688,Егорова И,В. и др. Эксплуа, ные характеристики пленочныхразователей на основе СЙЯе и бретение относится к полупр овой технике и микроэлектро более конкретно - к полупро м преобразователям энергии ного излучения в электричес энергию,Известен преобразователь солнечной энергии в электрическую на основе р-и-гетероперехода между слоем сЕленида кадмия и слоем селенида меди.Этот преобразователь изготавливают путем термического испарения в вакууме слоя селенида кадмия и-типа на проводящую подложку и нанесения на него слоя селенида меди ртипа образующего барьерный переход с первым слоем, Фототоки этих преобразователей недостаточно велики прежде всего из-за относительно больших значений Е 1 = 14 ма/см при дк)80 мВт падающего излучения. Незначительна и величина ЭДС холостого хода 89483 А Доклады Всесоюзной конференции последованию солнечной энергии 17-21июня 1969, Ереван, Иосква, 969,с.239.(54)(57) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОЛНЕЧНОЙЭНЕРГИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ на основегетероперехода между слоем халькогнида кадмия и-типа проводимости ислоем халькогенида меди р-типа продимости, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышенияКПД преобразователя, слой и-типа .выполнен из СЙБеТе, при 0,6 с(с. 0,8. Пх= 0,4 В, что связано с относительно большим значением энергии электронного сродства (а следовательно,и работы выхода) селенида кадмия,Все это приводит к тому, что эффективность преобразователей невысока,их КПД 4%,Известен и олнеч качестве халькогенида кадмияьзуют теллурид кадмия,Объемные же.рекомбинационные потериостаются высокими, что и обусловливает малую фототоковую чувствительностьназванных фотопреобразователей. Рекомбинационные потери в СЙТе значительно больше чем в СЙБе, это наглядно иллюстрируется тем, что величины 1 1, у преобразователей Сц8 -СЙТе такие же и даже меньше, чем упреобразователей Сц Бе - СЙБе хотяЕ у селенида кадмия заметно больше,чем у теллурида кадмия (1,7 эВ и1,45 эВ соответственно). ВеличиныФототока преобразователей Сц8 СЙТе при освещении солнечным светомограничиваются кроме того, недостаточно узкой запрещенной зоной теллуридакадмия. Коэффициент полеЗного действияпреобразователей Сц х Б - СЙТе поряд-.20ка 67Целью изобретения является повышение КПД преобразователя,Указанная цель достигается тем,что слой п-типа выполнен из СЙБеТе25при 0,6 с х й 0,8.Изготовление базового Фоточувствительного слоя из твердого раствораселенотеллурида кадмия в области значений 0,6 с х ( 0,8 позволяетсохранить относительно незначительные объемные рекомбинационные потери,характерные для фотоэлементов, полученных на основе селенида кадмия призначениях ширины запрещеннои зоны 35(1,35 в , 1,4 эВ) несколько меньшихширины запрещенной зоны теллуридакадмия, обеспечивающих бопее широкийспектральный диапазон чувствительности преобразователя.и приводящих к 40увеличению Фототока. Одновременноевыполнение условий: минимум объемныхрекомбинационных потерь при минимальной ширине запрещенной зоны, с сохранением достаточно низких значений 45энергии электронного сродства, чтообеспечивает относительно высокиезначения фотоЭДС, позволяет повыситьэффективность преобразования солнечной энергии в электрическую в 1,5 ра.эа по сравнению с известными.П р и м,е р 1 Методом кристаллизации из расплава изготавливали монокристалл селенотеллурида кадмия при.содержайии 0,8 молярных частей селенаСЙБе ь Тео . На одну сторону монокристалла, вырезанного в виде прямо-,-г.угольной пластины толщиной 5 10 смвплавляют слой индия, который служит. нижним токосъемным электродом. На противоположную сторону монокристалла СЙБеТеметодом термического испарения в вакууме наносят прозрачный вырожденный слой сульфида медио Сц 8. Толщина слоя Сц 8 -500 А, концентрация носителей - 10 см . Верхний токосъемный электрод из токо- проводящей пасты на основе серебра наклеивается непосредственно на слой сульфида меди.П р и м е р 2, Методом кристаллизации из расплава изготавливается монокристалл. селенотеллурида кадмия при содержании 0,6 молярных частей селена СЙБе О Те 4 . На одну сторону монокристалла вырезанного в виде прямоугольной пластины толщиной 5" 10 см вплавляют слой индия, который служит нижним токосъемным электродом. На противоположную сторону монокристалла методом термического испарения в вакууме наносят прозрачный вырожденный слой СцБ. Толщина слоя-500 А, концентрация носителейг 1 -з10 см . Верхний токосъемный электрод из токопроводящей пасты на основе серебра наклеивается непосред-. ственно на слой сульфида меди.П р и м е р 3. Методом осаждения из паровой фазы поликристаллический слой твердого раствора селенотеллурида кадмия при содержании селена 0,6 мол рных частей СйБе Тео наносят на молибденовую либо керамическую с проводящим слоем подложку р-игетеропереход создается термическим напылением в вакууме прозрачного слояо сульфида меди толщиной 500 А, с концентрацией носителей .10 см Верхний токосъемный электрод из токо- проводящей пасты на основе серебра наклеивают на слой сульфида меди,Освещение преобразователей производится со стороны халькогенида меди, пропускание которого в спектральной области чувствительности ГП не менее 853, При поглощении света в твердом растворе генерируются фотопары электрон-дырка. В области объемного заряда, сосредоточенного практически полностью в твердом растворе.халькогенида кадмия, происходит разделение носителей тока. При этом халькогенид меди заряжается положительно, а халькогенид,кадмия отрицательно,Наилучшие параметры получены на основе преобразователей Сц г8Составитель Н.ЯрмолюкТехред Л,Олийнык Корректор Э.Лончакова Редактор С.Титова Заказ 6880 Тираж 694 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Производственно-издательский комбинат патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 5 6894 ЯБеТе 0, для которых при падаюй щем излучении мощностью 80 мВт/см1 кк0,64 В1" 19,2 мА/смко 3 ициент заполнения = 0,67коэффициент пол. действия10,3 Х.Использование заявляемого способа получения фотопреобразователя позволило повысить максимальное значение коэффициента полезного действия для преобразователей на основе халькогенидов кадмия. Приведенное вьппе значение максимального КПД больше из" вестного максимального значения (63) 15 КПД для СцБ - СЙТе. Указанное увеличение более, чем в полтора раза коэффициента полезного действия равнозначно снижению стоимости преобразо. вателя на ту же величину. Основные 20 83преимущества преобразователей на основе халькогенидов кадмия, полученных по данному способу, перед известными кремниевыми фотоэлементами,состоит в том, что при достаточновысокой эффективности преобразованияиспользование соединений АВ можетпозволить значительно снизить стоимость одного ватта энергии. Это связано с относительно дешевым исходнымсырьем, простотой получения как монокристаллов так и поликристаллическихслоев соединений АВ, и простотойполучения гетеропереходов между халькогенидами меди р-типа и и-типа халькогенидами кадмия и их твердымирастворами, а также возможностьюавтоматизации всего процесса получе-.ния преобразователей .