Фотоэлектрические преобразователи солнечной и тепловой энергии на основе антимонида галлия

• Автор: Потапович, Наталия Станиславовна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 111 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Глава I. Термофотоэлектрический способ преобразования энергии
(обзор литературы)
1.1. Краткий обзор перспектив развития фотоэнергетики в мире
1.2. Краткий обзор состояния электроэнергетики России на
настоящий момент
1.3. Принципы термофотоэлектрического метода преобразования тепловой энергии в электричество
1.4. Материалы и структуры для фотоэлектрических
преобразователей

1.5. Методы получения эпитаксиальных слоев соединений А В
1.6. Задачи диссертационной работы
Глава II. Исследование легированных эпитаксиальных слоев
антимонида галлия, выращенных методом жидкофазной эпитаксии
2.1. Технологическая установка для проведения жидкофазной
эпитаксии
2.2. Свойства легированного антимонида галлия, полученного
методом жидкофазной эпитаксии
2.3. Фотоэлектрические преобразователи на основе антимонида

галлия, изготовленные методом жидкофазной эпитаксии и диффузии цинка из газовой фазы
Глава III. Конструктивные особенности термофотоэлектрических
модулей и генераторов
3.1. Конструкции термофотоэлектрических генераторов
3.2. Монтаж СаЯЬ фотоэлектрических преобразователей и термофотоэлектрических модулей на их основе
3.2.1. Исследование и подбор условий монтажа
фотопреобразователей на основе антимонида галлия
3.2.2. Исследование и подбор изоляционного материала для термофотоэлектрических модулей
3.3. Термофотоэлектрические модули
3.3.1. ТФЭ модули для систем конического типа
3.3.2. ТФЭ модули для систем цилиндрического типа
3.4. Макет термофотоэлектричекого генератора
Глава IV. Преобразование солнечной и тепловой энергии с помощью
ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ фоТОЭЛемеНТОВ
4.1. Термофотоэлектрические системы получения электроэнергии
4.1.1. Солнечный термофотоэлектрический генератор
4.1.2. Комбинированный термофотоэлектрический генератор

4.2. Фотоэлектрическая система со спектральным расщеплением СВеТОВОГО ИЗЛучеНИЯ
4.2.1. Фотоэлектрический модуль с расщеплением солнечного излучения: конструкция И принцип действия
4.2.2. Теоретическая оценка эффективности системы со спектральным расщеплением солнечного излучения
4.2.3. Система фотоэлектрических преобразователей для модуля
со спектральным расщеплением солнечного излучения
4.2.4. Суммарная эффективность каскада фотопреобразователей и характеристики модуля со спектральным расщеплением солнечного излучения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА

при переходе от точки плавления соединения к типичным температурам эпитаксии возрастает примерно на два порядка.
На рис. 2.3 приведена зависимость концентрации электронов в антимониде галлия от содержания теллура в жидкой фазе для двух температур эпитаксии (кривая 1 - 420 °С; кривая 2 - 500 °С). Увеличение уровня легирования слоев ваБЬ при понижении температуры эпитаксии объясняется заметным (практически на порядок) увеличением коэффициента распределения теллура. Полученные зависимости позволяют достаточно точно регулировать концентрацию носителей заряда в эпитаксиальных слоях, используя изменение температуры и количества теллура.
Из рис. 2.4 видно, что с ростом концентрации доноров от 4-1017 см'3 до 4-1018 см'3 подвижность уменьшается от 4500 см2/В-с до 2500 см2/В-с. Этот факт можно объяснить влиянием рассеяния носителей на ионизированных атомах примеси, т. к. при комнатной температуре большинство примесных атомов ионизировано.
Эпитаксиальные слои с концентрацией носителей заряда п = 5-1017 см'3 характеризовались подвижностями 4000 см2/В-с и около 8000 см2/В-с при Г=300 К и Т=П К, соответственно. Для создания фоточувствительной области фотопреобразователей на основе антимонида галлия использовались слои с легированием эпитаксиального слоя (2 - 6)-1017 см'3. При увеличении уровня легирования в материале появляются дефекты, приводящие к увеличению токов утечек в области р-п перехода, что ухудшает разделение генерированных носителей заряда.
Высоколегированные «+-слои антимонида галлия (> 1018 см'3) были использованы в качестве тыльных контактных слоев, что позволяет получать омические контакты с низким сопротивлением [59]. Такие слои также могут быть использованы в монолитных двухпереходных фотопреобразователях для создания туннельных р-п переходов.