СЕЛЕКТИВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИИ. КАСКАДНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ,. ТЕРМОФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ФОТОТЕРМИЧЕСКПХ. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ

Одной из интересных идей в области комбинированного или кас­кадного преобразования солнечного излучения является предло­жение о полезном использовании тепла высокотемпературного фотоэлемента полупроводниковым термоэлектрическим генера­тором, горячий спай которого имеет тепловой контакт с тыльной поверхностью фотоэлемента П94]. Был проведен эксперимент по созданию каскадного фототермоэлемента на основе фотоэлементов из GaAs (имеющих сравнительно небольшую зависимость КПД от температуры) и наиболее распространенных низкотемператур­ных термоэлектрических материалов (соединения сурьмы, теллу­ра и висмута) [195]. Учитывая однако, что в настоящее время полученный экспериментально КПД фотоэлементов в несколько раз превышает КПД полупроводниковых термоэлементов, такое сочетание не позволяет существенно увеличить суммарный КПД системы.

Вероятно, более эффективно увеличение суммарного КПД за счет сочетания фотоэлемента, прозрачного за длинноволновым краем основной полосы поглощения, с расположенным под ним фотоэлементом из другого полупроводникового материала с мень­шей шириной запрещенной зоны. Впервые такие каскадные систе­мы были предложены еще до создания прозрачных фотоэлементов [170].

Высоким суммарным КПД обладает и комбинированный пре­образователь, основанный на сочетании фотоэлемента с тепло­энергетической установкой [169, 171, 172] или устройством по­лезного использования избыточного тепла фотоэлемента в систе­мах теплоснабжения солнечных домов.

Возможно, что преобразование солнечного излучения в теп­ловое с последующим преобразованием этого излучения в электро­энергию с помощью фотоэлементов из германия или In As также окажется эффективным, если применить концентраторы солнечной энергии, высокотемпературные оптические покрытия с подслоем из серебра (см. главу 3) и селективные узкополосные излучатели, например, из Ег203 [196]. Как известно, эффективность фотоэлек­трического метода получения электроэнергии резко увеличивается при спектральном сужении падающего излучения, а излучатели из Егг03 позволяют трансформировать поступающую к ним сол­нечную или тепловую энергию в излучение, спектральное распре­деление которого совпадает с областью максимальной спектраль­ной чувствительности фотоэлементов из германия [197].

Эффективность перечисленных комбинированных преобразова­телей в большой степени определяется возможностью создания для каждого из них селективных оптических покрытий с особыми свойствами.