Типы фотоэлектрических преобразователей
Наибольшее распространение в фотоэлектрических установках получили кремниевые элементы трех видов на основе монокристаллического (КПД до 22,9%), поликристаллического (КПД
20%) и аморфного кремния (КПД 17%). Различие между этими видами в том, как организованы атомы кремния в кристалле.
В фотоэлектрических элементах имеется задний контакт и 2
слоя кремния разной проводимости, сверху сетка из металлических контактов и антибликовое просветляющее покрытие, которое дает солнечному элементу характерный синий оттенок. Типичные размеры фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) и их электрические параметры приведены в табл.
Типичные размеры солнечных элементов и их электрические
параметры:
| Тип ФЭП | Размер ФЭП, мм | КПД, % | Мак. мощность (PТММ), Вт | Напряжение холостого хода ( хх), В | Ток короткого замыкания ( кз), А |
| Моно | 156,75х156,75 | 22,9 | 6,28 | 0,6817 | 11,139 |
| Поли | 156,75х156,75 | 20 | 4,914 | 0,666 | 9,266 А |
В солнечной энергетике одним из перспективных материалов
для создания высокоэффективных фотоэлектрических элементов
является арсенид галлия (GaAs). Такие элементы обладают высоким КПД (для однопереходных элементов около 28 % [6]). Отдельно можно выделить элементы, использующие органические
материалы. Фотоэлектрические элементы на основе диоксида титана (TiO2), покрытые органическим красителем, имеют КПД
около 11 % [6]. Принцип работы элемента основан на фотовозбуждении красителя и быстрой инжекции электрона в зону проводимости TiO2.
В последние годы разработаны новые типы материалов для
тонкопленочных фотоэлектрических элементов, например, медьиндий-диселенид и теллурид кадмия (CdTe). Такие солнечные элементы в последнее время широко используются. Технологии
их производства постоянно развиваются, за последнее десятилетие КПД тонкопленочных элементов вырос примерно в 2 раза.
Последние технологии используют гибридные методы. Так
появились элементы, которые имеют как кристаллический переход, так и тонкий полупрозрачный аморфный, расположенный над
кристаллическим. Так как кристаллы и аморфный кремний наиболее эффективно преобразуют только часть спектра света и эти
спектры немного отличаются, применение таких гибридных элементов позволяет повысить общий КПД солнечного элемента. В
лабораториях уже получен КПД порядка 45%. Конечно, до массового использования такие технологии дойдут еще не скоро, но
работа по удешевлению изготовления солнечных элементов постоянно ведется во всем мире.
