Scan0022 (8)

54

wynikłe z absorpcji fotonów w warstwie okiennej są znacznie mniejsze od strat, które spowodowałaby rekombinacja powierzchniowa.

Wymienione dwa rodzaje monokrystalicznych ogniw z arsenku galu mają największą sprawność ( około 24% ) ze wszystkich innych dotychczas badanych ogniw słonecznych, ale ich poważną wadą jest ich nadzwyczaj wysoki koszt zarówno materiałowy, jak i produkcyjny. Dlatego też monokrystaliczne ogniwa z arsenku bada się głównie w celu zastosowania ich w przestrzeni kosmicznej, a także na Ziemi, ale przy użyciu układów koncentrujących światło słoneczne. Podstawową strukturę ogniwa heterofasetowego badanego w wielu laboratoriach na świecie pokazano na rys. 4.4. Gęstość fotoprądu wytwarzanego w takim ogniwie jest zależna od następujących parametrów:

-    współczynnika pochłaniania światła w poszczególnych warstwach ogniwa i drogi dyfuzji nośników mniejszościowych,

-    prędkości rekombinacji na przedniej i tylnej powierzchni ogniwa oraz na powierzchni międzyfazowej (AlGa)As/GaAs,

głębokości złącza,

koncentracji atomów glinu w warstwie okiennej, od rodzaju widma światła padającego na ogniwo.

Rys. 4.4. Struktura ogniwa heterofasetowego: 1- elektroda przednia; 2- warstwa

przeciwodbiciowa; 3- złącze p-n; 4- elektroda tylna; 5- warstwa okienna

Fig.4.4. Structure of a heterofacet celi: 1- front electrode, 2 - antireflection film, 3 - p-n junction, 4 - back electrode, 5 - window film

Ponieważ nośniki ładunku, ogólnie rzecz biorąc, są generowane światłem we wszystkich warstwach ogniwa, więc całkowita gęstość fotoprądu jest sumą składowych pochodzących z poszczególnych warstw. Największa składowa pochodzi z przedniej warstwy, gdyż współczynnik absorpcji światła w arsenku galu jest bardzo duży, a zatem nośniki mniejszościowe (elektrony) są generowane głównie w tej warstwie. Laboratoryjne konstrukcje takich ogniw słonecznych pozwoliły uzyskać sprawność r) = 19% w warunkach AMO, a przy skoncentrowanym promieniowaniu (x 178) przy AM 1 sprawność r| = 24%. W ostatnich latach duże zainteresowanie wzbudza otrzymywanie cienkich warstw polikrystalicznego arsenku galu na tanich podłożach celem jego wykorzystania do wytwarzania ogniw słonecznych dla zastosowań ziemskich. Oczekuje się bowiem, że ogniwa z takiego materiału nie będą zbyt drogie, a będą miały wystarczająco dużą wydajność dzięki