Thick and Thin Film Solar Cells: New Formulation

Є.Е. Веласкес-Перес; О.Ю. Тітов; Ю. Г. Гуревич

doi:10.15330/pcss.24.4.670-674

Автор(и)

Є.Е. Веласкес-Перес Кафедра прикладної фізики, університет Саламанки, Саламанка, Іспанія
О.Ю. Тітов Мексиканський інститут нафти, Мексика, CDMX, Мексика
Ю. Г. Гуревич Відділ фізики, Дослідницький Центр перспективних досліджень IPN, Мексика, CDMX, Мексика

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.24.4.670-674

Ключові слова:

сонячний елемент, рекомбінація, явища переносу, тонкі плівки

Анотація

Сонячні батареї базуються на фотогенерації носіїв заряду в p-n-переходах, їх транспорті та подальшій рекомбінації у квазінейтральних областях. Кілька основних питань, що стосуються фізики сонячних елементів, залишаються невиясненими. У цій статті обговорюються деякі з цих невирішених основних проблем. У звичайних сонячних елементах рекомбінація фотогенерованих носіїв заряду відіграє головну обмежувальну роль у ефективності елемента. Високоякісні тонкоплівкові сонячні батареї можуть подолати цю межу, якщо дифузія неосновних носіїв стає великою порівняно з розмірами комірки, і, що вражає, звичайна модель за цих умов не може описати електричну поведінку комірки. Наведено нове формулювання базових рівнянь, що описують транспорт носіїв заряду в комірці разом із набором граничних умов. У лінійному наближенні отримано аналітичний закритий розв’язок. Показано, що розрахунок напруги холостого ходу діода сонячної батареї не призводить до нефізичних результатів у новій заданій структурі.

Посилання

P.T. Landsberg, Recombination in Semiconductors (Cambridge University, Cambridge, UK, 1991).

I.N. Volovichev, G. N. Logvinov, O. Y. Titov, and Y. G. Gurevich, , Recombination and lifetimes of charge carriers in semiconductors, Journal of Applied Physics 95(8), 4494 (2004); https://doi.org/10.1063/1.1669074.

Yu. G. Gurevich, J. E. Velazquez-Perez, G. Espejo-Lopez, I. N. Volovichev, and O. Y. Titov, Transport of nonequilibrium carriers in bipolar semiconductors, Journal of Applied Physics 101(2), 023705 (2007); https://doi.org/10.1063/1.2424502.

Y. G. Gurevich and I. N. Volovichev, Forgotten mechanism of nonlinearity in the theory of hot electrons, Physical Review B., 60 (11), 7715 (1999); https://doi.org/10.1103/PhysRevB.60.7715.

I. N. Volovichev, J. E. Velazquez-Perez, and Yu. G. Gurevich, Transport boundary condition for semiconductor structures, Solid-State Electronics, 52 (11), 1703 (2008); https://doi.org/10.1016/j.sse.2008.04.037.

K. Seeger, Semiconductor Physics (Springer, Berlin, Germany, 1985).

O. Yu. Titov, J. Giraldo, and Yu. G. Gurevich, Boundary conditions in an electric current contact, Applied Physics Letters 80 (17), 3108 (2002); https://doi.org/10.1063/1.1473875.

I. N. Volovichev, J. E. Velazquez-Perez, and Y. G. Gurevich, Transport boundary conditions for solar cells, Solar Energy Materials and Solar Cells, 93 (1), 6 (2009); https://doi.org/10.1016/j.solmat.2008.01.001.

Y. G. Gurevich, G. N. Logvinov, J. E. Velazquez, and O. Yu. Titov, Transport and recombination in solar cells: new perspectives, Solar Energy Materials and Solar Cells, 91 (15), 1408 (2007); https://doi.org/10.1016/j.solmat.2007.03.006.

M. A. Green, Thin-film solar cells: review of materials, technologies and commercial status, Journal of Materials Science, 18 (supplement 1), 15 (2007); https://doi.org/10.1007/s10854-007-9177-9.

J. Singh, Semiconductor Devices: Basic Principles (JohnWiley & Sons, New York, NY, USA, 2000).

Yu. G. Gurevich, G. N. Logvinov, G. Espejo, O. Yu. Titov, A. Meriuts, The Role of Nonequilibrium Carriers in Linear Charge Transport (Ohm’s Law) , Semiconductors, 34, 755 (2000);

A. Luque and S. Hegedus, Eds., Handbook of Photovoltaic Science and Engineering (John Wiley & Sons, Chichester, UK, 2003).

R. B. Bergmann, Crystalline Si thin-film solar cells: a review, Applied Physics A 69 (2), 187 (1999); https://doi.org/10.1007/s003390050989.

J. E. Velazquez-Perez and Y. G. Gurevich, 25th European Photovoltaic Solar Energy Conference and Exhibition/5th World Conference on Photovoltaic Energy Conversion, (Valencia, Spain, September 2010), p. 539.