• Українська
  • English
  • Русский
ISSN 2415-3400 (Online)
ISSN 1028-821X (Print)

КОНСТРУКЦІЇ ТА ПРИНЦИПИ РОБОТИ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ СОНЯЧНОЇ ЕНЕРГІЇ

Чернишов, ММ, Панченко, ОЮ, Писаренко, ВМ, Алкхавалдех, МАФ, Умяров, КТ
Organization: 

Харківський національний університет радіоелектроніки
14, пр. Науки, Харків, 61166, Україна
E-mail: mykola.chernyshov@nure.ua

https://doi.org/10.15407/rej2018.01.082
Мова: російська
Анотація: 

У роботі проведено аналіз структур сучасних фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії. Рішення екологічних проблем за умов зростаючого енергоспоживання та обмеженості традиційних земних ресурсів робить актуальними завдання використання альтернативних і поновлюваних джерел енергії. Для земних застосувань практично необмеженим джерелом енергії є Сонце. Створення ефективних структур і конструкцій фотоелектричних перетворювачів дозволить отримати доступ до цього джерела. Нині їх практичне застосування обмежує висока вартість сонячних батарей. У цій роботі узагальнюються відомі результати рішення завдань створення фотоелектричних перетворювачів. Показано конструкції і принципи роботи фотоелектрич-них перетворювачів, розглянуто одно- і трикаскадні елементи. Визначено умови для ефективної роботи фотоелектричних перетворювачів. Особливу увагу приділено матеріалам для створення елементів фото-електричних перетворювачів. Розглядаються особливості матеріалів, у яких формуються потенційні бар’єри та генеруються пари електронів і дірок. Також увага приділяється матеріалам, які використовуються для формування конструкцій фотоелектронних перетворювачів, а саме матеріалів підкладок, контактів тощо. Ці матеріали повинні забезпечити значну висоту бар’єру в напівпровідниковому переході. Генеровані при цьому електрони і дірки ефективно збираються на контактних електродах. Розглянуті умови ефективної роботи фотоелектричних перетворювачів визначають їх практичне значення. Показано, що подальше підвищення ефектив-ності фотоелектричних перетворювачів вимагає як розвитку технологій та вдосконалення структур, так і залучення ще невикористовуваних фізичних принципів, а також нових комбінацій тих, що вже застосовуються.

Ключові слова: електричне поле, напівпровідник, поновлювані джерела, сонячна енергія, ультрафіолетове випромінювання, фотоелектричний перетворювач

Стаття надійшла до редакції 27.11.2017
PACS 33.80-б
УДК 621.039.05
Radiofiz. elektron. 2018, 23(1): 82-88
Повний текст (PDF)

References: 
  1. Амброзяк А. Конструкция и технология полупроводниковых фотоэлектрических приборов. Москва: Советское радио, 1970. 392 с.
  2. Колтун М. М. Оптика и метрология солнечных элементов. Москва: Наука, 1985. С. 54–67.
  3. Чопра К., Дас С. Тонкопленочные солнечные элементы. Пер. с англ. под ред. М. М. Колтуна. М.: Мир, 1986. 438 с.
  4. Раушенбах Г. Справочник по проектированию солнечных батарей. Пер. с англ. Москва: Энергоатомиздат, 1963. 360 с.
  5. Виссарионов В. И., Дерюгина Г. В., Кузнецова В. А., Малинин Н. К. Солнечная энергетика. Учеб. пособие для вузов. Москва: Издательский дом МЭИ, 2008. 317 с.
  6. Lee S. W., Ahn K. S., Zhu K., Neale N. R., Frank A. J. 2012. Effects of TiCl4 Treatment of Nonporous TiO2 Films on Morphology, Light Harvesting, and Charge-Carrier Dynamics in Dye-Sensitized Solar Cells. J. Phys. Chem. C. 2012. Vol. 116, Iss. 40. P. 21285–21290. DOI: 10.1021/jp3079887
  7. Licht S., Khaselev O., Ramakrishnan, P. A., Faiman, D., Katz, E. A., Shames, A., Goren, S. Fullerene Photo-electrochemical Solar Cells. Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 1998. Vol. 51, Iss. 1. P. 9–19. https://doi.org/10.1016/ S0927-0248(97)00014-7