Оптимизация электрофизических характеристик солнечных элементов, предназначенных для фототермических установок с концентраторами излучения

Параметры солнечных элементов из любого полупроводникового ма­териала с высоким исходным КПД, измеренным в условиях одно­кратной внеатмосферной или земной освещенности, резко ухудша­ются при увеличении концентрации солнечного излучения, если их последовательное сопротивление составляет 0,5—0,6 Ом см2, что характерно для большинства элементов, используемых при созда­нии солнечных батарей обычной конструкции Даже при сравни­тельно небольших значениях коэффициента концентрации (С= =20—50), при которых особенно эффективно применение тепловых и фотоэлектрических преобразователей солнечного излучения с се­лективными покрытиями [23], потери по КПД и генерируемой сол­нечными элементами электрической мощности могут оказаться столь велики, что использование комбинированных фототермических уста­новок и коллекторов с концентраторами станет энергетически и эко­номически невыгодным. Сохранить высокие исходные электрические параметры и КПД высококачественных солнечных элементов при увеличении степени концентрации падающего излучения можно, если наносить на поверхность тонкого верхнего легированного слоя элементов, оказывающего наибольшее влияние на последовательное сопротивление, частую контактную сетку с оптимизированными раз­мерами полое и полупрозрачные металлические слои (просветлен­ные с одной или обеих сторон), резко уменьшающие поверхностное слоевое сопротивление легированной области.

Оптимизация параметров солнечных элементов, предназначенных для работы в условиях повышенной интенсивности излучения, была гревах и интенсивном солнечном облучении. Термическая, световая ж коррозионная устойчивость селективных покрытий такого типа должна быть исключительно высокой. Поскольку для изготовления плоских коллекторов чаще всего используется алюминий и его спла­вы, не обладающие высокой влагостойкостью без применения осо­бых защитных обработок и покрытий (например, плакирования), то нанесение. стабильных селективных покрытий позволяет увели­чить срок службы гелиотехнических установок в целом.

Селективные покрытия второй подгруппы работают в условиях, •близких к идеальным: помещенная в вакуумированную оболочку теплоприемная поверхность полностью защищена от неблагоприят­ных атмосферных воздействий; тепловой баланс трубчатых вакууми- рованных коллекторов практически полностью определяется зна­чением ае и отношением ас/г. Задача максимально возможного уве­личения отношения ас/е представляет в этом случае не только тео­ретический, но и практический интерес. Покрытия с очень высоким значением ас/е для трубчатых вакуумиррванных коллекторов были оптимизированы расчетным путем и получены экспериментально. Эти исследования позволили также определить предельно достижи­мые (при современных возможностях тонкопленочной технологии и использовании подложек с максимальным отражением в инфракрас­ной области спектра) значения отношения ас/е для черно-белых селективных покрытий.