Підвищення ефективності промислових зразків кремнієвих сонячних елементів

Abstract

Досліджено можливості збільшення коефіцієнта корисної дії більш ніж на 20% для кремнієвих фотоелектричних перетворювачів китайського виробництва. Методом комп’ютерного моделювання встановлено, що час життя нерівноважних носіїв заряду, який становить 520 мкс, реалізований у таких фотоелектричних перетворювачах, не обмежує можливості підвищення їх ефективності більш ніж на 20%. Показано, що збільшення щільності фотоструму до 43,1 мА/см² призводить до збільшення коефіцієнта корисної дії до 20,1%, а зниження густини струму насичення діода до 3,1∙10⁻¹⁴ А/см² призводить до збільшення коефіцієнта корисної дії до 20,4%. Одночасна зміна цих характеристик діода призводить до збільшення коефіцієнта корисної дії до 23,1%. У роботі запропоновано фізико-технологічні підходи до збільшення густини фотоструму та зменшення густини струму насичення діода у готових фотоелектричних перетворювачах.

Possibilities of increasing the efficiency by more than 20% for silicon photoelectric converters made in China have been investigated. It has been established by the method of computer simulation that the life-times of nonequilibrium charge carriers, which are 520 μs, realized in such photoelectric converters, do not limit the possibility of increasing their efficiency by more than 20%. It is shown that an increase in the photocurrent density to 43.1 mA/cm² leads to an increase in efficiency to 20.1%, and a decrease in the diode saturation current density to 3.1∙10⁻¹⁴ A/cm² leads to an increase in efficiency to 20.4%. Simultaneous change of these diode characteristics leads to an increase in efficiency to 23.1%. The paper proposes physical and technological approaches to increase the photocurrent density and reduce the diode saturation current density in ready-made photovoltaic converters.