Снимка:Fernando Tomás from Zaragoza, Spain, CC BY 2.0, via Wikimedia Commons
Китайски изследователи са използвали металоорганично химическо отлагане от пари (MOCVD), за да произведат слънчева клетка с размер 12 cm2 и пет прехода с минимален брой несъответстващи дислокации.
Учени от Китайската академия на науките (CAS) успешно разработиха слънчева клетка с пет прехода (5J), използвайки инвертиран метаморфен дизайн (IMM). Клетката включва подклетки, изработени от алуминиев галиев индиев фосфид (AlGaInP), алуминиев галиев арсенид (AlGaAs), галиев арсенид (GaAs) и индиев галиев арсенид (InGaAs).
Джунхуа Лонг, автор-кореспондент на изследването, изрази оптимизъм относно търговската рентабилност на конфигурацията на клетката. "Все още не сме пресметнали разходите за клетката, но нейната конфигурация може да бъде подходяща за търговско производство", казва той пред списание PV.
Използвайки металоорганично химическо отлагане от пари (MOCVD), изследователите изработват устройство с площ 12 cm2. Всяка подклетка притежава специфична енергия на лентата на пропускане.
Учените подчертават средно-квадратичната грапавост на повърхността на клетката от 13,5 nm, като обясняват значението ѝ за намаляване на пречките за приплъзване на дислокациите и минимизиране на плътността на дефектите в активната област.
"Така че колкото по-малка е грапавостта на повърхността на епилаера, толкова по-добро е качеството на епилаера за растеж на несъответствие", казват те.
За да се справят с проблемите, свързани със стреса, китайските изследователи използват техники за нискотемпературно свързване, като ефективно намаляват предизвиканите от стреса дефекти върху епитаксиалните материали. Освен това те са нанесли антирефлексно покритие (ARC), съставено от титанов оксид и алуминиев оксид (TiOx/Al2O3), като са използвали изпаряване с електронен лъч.
Соларната клетка 5J, оценена при стандартни условия на осветяване, постига забележителнa ефективност. Тя отбелязава преобразуване на енергията от 35,1%, напрежение на отворена верига от 4,727 V и коефициент на запълване от 86,38%.
Учените обясняват изключителните характеристики на клетката с малкия брой несъответстващи дислокации в материала и с простотата на процеса на производство на устройството.
Те представиха слънчевата клетка в статията "The fabrication of flexible and large-size inverted metamorphic five-junction solar cells", която наскоро беше публикувана в Progress in Photovoltaics. Екипът включва учени от Китайския университет за наука и технологии и китайската компания Tianjin San'an Optoelectronics.
"Успешното изработване на 5J IMM слънчеви клетки с големи размери не само насърчава по-нататъшното подобряване на ефективността на фотоелектрическото преобразуване на многосъединителните слънчеви клетки, но също така може да разшири допълнително възможното приложение", заключават те.