Národní laboratoř pro obnovitelné zdroje energie (NREL) amerického ministerstva energetiky identifikovala levný způsob výroby vysoce účinných solárních článků III-V s dynamickou hydridovou epitaxí v parní fázi (D-HVPE). Syntéza zahrnovala solární článek arsenidu galia (GaAs) s vrstvou emitoru fosfidu arsenidu gallia a india.
Společnost NREL odhalila nový design pro solární články se zadním heteropřechodem III-V založené na GaAs. Proto, aby se mohlo vyrobit fotovoltaická zařízení pro pozemní aplikace.
Solární články vyrobené z GaAs a gallium-indium fosfidu (GaInP) dlouhodobě dosahují nejvyšší účinnosti konverze ze všech technologií. Snížení výrobních nákladů, aby byly životaschopné pro běžné solární aplikace, zůstává výzvou. A to navzdory nedávným vědeckým návrhům různých přístupů k použití GaAs a dalších materiálů III-V v solárních zařízeních.
Vědci uvedli, že novinka jejich přístupu spočívala v použití dynamické hydridové epitaxe v parní fázi (D-HVPE) jako alternativního levnějšího řešení k epitaxi v organické parní fázi (MOVPE) k syntéze solárního článku. Na druhé straně HVPE používá levné prekurzory skupiny prvků III s vysokou účinností využití a velmi vysokou rychlostí růstu.
Aplikovali také emitorovou vrstvu fosfidu gallium indium arsenidu (GaInAsP), který tvoří heteropřechod buňky spolu s absorbérem GaAs.
,,Pro zpracování se reflexní kovový kontakt Au galvanicky pokovil na kontaktní vrstvu AlGaAs. A poté se vzorky převrátily na rukojeť Si a substrát se odleptal a následovalo zastavení leptání,“ vysvětlili.
Nový koncept solárních článků GaAs s účinností 27 %
Akademici identifikovali optimální hustotu dopingu emitoru a energetickou mezeru v pásmu pro maximalizaci účinnosti buněk. A uvedli, že jejich velikost se liší s odchylkami heteropásmu, jak se definuje výběrem materiálu.
Tým NREL Cell and Module Performance (CMP) odhalil, že nová konstrukce článku dosáhla účinnosti přeměny energie více než 27 %. Výzkumníci uvedli, že se jedná o nejvyšší účinnost, která se kdy hlásila pro jednopřechodové GaAs buňky pěstované pomocí této techniky.
Prezentovali článek v „Modelování a návrh solárních článků s heteropřechodem III-V pro zvýšený výkon“, který se nedávno publikoval v Cell Reports Physical Science.
,,Také jsme ukázali, že heteropřechody poskytují úměrně větší zlepšení účinnosti u materiálů nižší kvality,“ uzavřeli. ,,Ačkoli bylo modelování vyvinuto a ověřeno s použitím materiálů III-V, výsledky jsou teoreticky použitelné pro systémy materiálů mimo III-V.“
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
