Если при разработке покрытий для обычных солнечных элемен­тов одной из основных задач является максимально возможное уменьшение их равновесной рабочей температуры, то при исполь­зовании солнечных элементов в фототермопреобразователях не­обходимо, наоборот, принять меры для увеличения количества тепла, поглощаемого фотоэлементом. При этом, конечно, пред­полагается с помощью эффективных теплоносителей переносить накопленное тепло в систему, полезно его использующую, причем скорость отвода тепла необходимо поддерживать такой, чтобы температура фотоэлемента не превышала значений, допустимых
для получения достаточно высокой эффективности фотоэлектри­ческого преобразования. Иными словами, в фототермопреобразо­вателях фотоэлементы образуют собой коллекторную поверхность и используются одновременно как фотоэлектрические генераторы электроэнергии и как селективные черно-белые покрытия для получения наибольшей эффективности преобразования энергии солнечного излучения как в электрическую, так и в тепловую.

Как следует из исследований оптических характеристик сол­нечных элементов, благодаря большой концентрации свободных носителей заряда в силышлегированпом поверхностном слое фотоэлементов значение отношения а,/є для чистой полированной поверхности, например кремниевых фотоэлементов без покрытий, составляет 3—3,5, а после нанесения однослойного просветляю­щего покрытия (без верхнего слоя стекла) повышается до 5. Очевидно, что для фототермических преобразователей следует использовать именно такие фотоэлементы с просветляющим покрытием без стекла. Для уменьшения конвективных тепловых потерь полезно помещать фотоэлементы в вакуумированную пло­скую или трубчатую стеклянную оболочку. Оболочка может иметь на внутренней поверхности прозрачные селективные покрытия с высоким коэффициентом отражения в инфракрасной области спектра.

Возможно также дальнейшее увеличение отношения ас/e поверхности фотоэлементов. Для этой цели могут быть исполь­зованы многослойные покрытия, наносимые непосредственно на поверхность фотоэлементов.

Поглощение алюминиевых пленок толщиной около 100 А в области спектральной чувствительности фотоэлементов состав­ляет приблизительно 10%, а серебряных пленок такой же толщи­ны достигает 25—30% [23], и при эффективном просветлении верхней и нижней границы полупрозрачной металлической плен­ки ее прозрачность, следовательно, может составлять 70—90%. В то же время благодаря низкому значению коэффициента соб­ственного теплового излучения металлических пленок для поверх­ности фотоэлементов с многослойным покрытием, состоящим из полупрозрачного металлического слоя, просветленного с обеих сторон диэлектрическими пленками, отношение ttc/e удает­ся поднять, как показал эксперимент, до 18. Столь же высоким значением отношения etc/є обладают просветленные солнечные элементы с барьером Шоттки, образованным кремнием с тонкими слоями хрома и меди [199], a CaAs — с полупрозрачной пленкой золота [200].

Калориметрические измерения, проведенные осенью 1975 г. вблизи Геленджика, показали, что для кремниевых фотоэлемен­тов с селективными покрытиями с отношением <хс/е 15, укреп­ленных па медной охлаждаемой водой трубке, заключенной

в вакуумированную стеклянную оболочку, может быть получен суммарный КПД преобразования солнечной энергии в электри­ческую и тепловую 75—80% (10—12% — в электрическую, 65 — 68% — в тепловую) при расчете на активную фотоприемную по­верхность.

Как показали исследования, коэффициент поглощения полу­прозрачных металлических слоев, нанесенных на поверхность полупроводника, может быть значительно уменьшен (с 10—30% до 3—5%) использованием сетчатых структур, получаемых фото­литографическим способом [185, 186], или применением режимов испарения? приводящих к микропористой структуре металличе­ской пленки. Интегральный коэффициент собственного теплового излучения пленок при этом практически не уменьшается, и это направление исследований приведет, несомненно, к увеличению суммарного КПД фототермических преобразователей.