Методи оптимізації структури фотоелектричних перетворювачів на основі моно- і полікристалічного кремнію з фотолюмінісцентним покриттям.

В. Дроздюк

doi:10.36910/6775-2524-0560-2021-43-03

В. Дроздюк Український науково-дослідний інститут спеціальної техніки та судових експертиз Служби безпеки України https://orcid.org/0000-0002-1062-0532

DOI: https://doi.org/10.36910/6775-2524-0560-2021-43-03

Ключові слова: фотоелектричне перетворення, сонячний елемент, спектр поглинання, спектр люмінесценції, фотолюмінесцентне покриття, наноструктуровані люмінофори, мікрорельєфна структура.

Анотація

Проведено аналіз сучасних тенденцій у галузі застосування фотоелектричних перетворювачів при впровадженні концепції «Зеленої енергетики». Показано, що основним чинником низької ефективності фотоелектричних перетворювачів на основі підкладок полікристалічного та монокристалічного кремнію є невідповідність спектру поглинання напівпровідника і спектру сонячного випромінювання. Вказано на переваги технології нанесення на поверхню фотоелектричного перетворювача фотолюмінесцентного шару для переведення сонячного випромінювання у довгохвильову частину сонячного спектру завдяки явищу стоксового зсуву фотолюмінесценції. Запропоновано базовіпідходи по синтезу люмінофорів та нанесенню на поверхню кремнієвої підкладки мікрорельєфних структур. Побудовано математичну модельдля вирішення задачі оптимізації структури фотоелектричного перетворювача з фотолюмінесцентним покриттям.

Посилання

The concept of green energy transition in Ukraine until 2050. (n.d.). Retrieved March 16, 2021.

Mertens, R. (2008), Trends in solar cell research. 15th International Symposium on the Physical and Failure Analysis of Integrated Circuits (IPFA '08), 1–5.

Kurt Aagaard Nielsen, Bo Elling, Maria Figueroa and ErlingJelsoe. A New Agenda for Sustainability.Burligton:Ashgate Publishing, Ltd (2012). 316 p.

Goetzberger, A., Knobloch, J., & Voß, B. (2014). Si Solar Cell Technology. Crystalline Silicon Solar Cells, 133-162. doi:10.1002/9781119033769.ch7 Zhu, J., Yu, X., Hu, L., & Dai, S. (2013). The Application of Molecular Metal Chalcogenide Complexes in Semiconductor Sensitized Solar Cells. International Photonics and Optoelectronics Meetings (POEM), 113-127.

Guha, S., Yang, J., & Yan, B. (2013). High efficiency multi-junction thin film silicon cells incorporating nanocrystalline silicon. Solar Energy Materials and Solar Cells, 119, 1-11.

Sarkar, K., Banerjee, S., Chakraborty, A. K., &Ghosh, K. K. (2017). Optimal Designing of Higher Efficiency Chalcogenide Thin Film Solar Cell. Springer Proceedings in Physics Advances in Optical Science and Engineering, 189-195.

Chen, A., & Zhu, K. (2012). Computer simulation of a-Si/c-Si heterojunction solar cell with high conversion efficiency. Solar Energy, 86(1), 393-397.

Kryuchyn, A. A., &Beliak, I. V. (2014). Development of nanostructured luminophor coating for broadening of solar cell absorption spectrum. Next Generation Technologies for Solar Energy Conversion V. doi:10.1117/12.2060832.

Beliak, I., &Butenko, L. (2011). Development of fluorescent multilayer disc structure. 22nd Congress of the International Commission for Optics: Light for the Development of the World. doi:10.1117/12.901595.

Petrov, V.,Kryuchyn, A., Beliak, I., & Lapchuk, A. (2016). Multi-Photon microscopy and Optical Recording. doi:10.15407/akademperiodyka.311.156.