![]() |
- ⒶⒸФаренбрух А.Л... Солнечные элементы: Теория и эксперимент. (Fundamentals of solar cells. Photovoltaic solar energy conversion, 1983) [Djv-Fax- 3.5M] Научное издание. Авторы: Алан Л. Фаренбрух, Ричард X. Бьюб (Alan L. Fahrenbruch, Richard H. Bube). Перевод с английского И.П. Гавриловой и А.С. Даревского под редакцией М.М. Колтуна.
(Москва: Энергоатомиэдат, 1987)
Скан, обработка, формат Djv-Fax: АЧ, 2003
- ОГЛАВЛЕНИЕ:
Предисловие к русскому изданию (2).
Предисловие (5).
Список обозначений (7).
Глава 1. УРАВНЕНИЕ ПЕРЕНОСА (10).
1.1. Обзор (10).
1.2. Основные составляющие уравнения переноса (12).
1.3. Вывод уравнения переноса (14).
1.4. Решение уравнения переноса (16).
1.4.1. Граничные условия (16).
1.4.2. Поглощающий слой полубесконечной толщины (16).
1.4.3. Поглощающий слой конечной толщины при наличии рекомбинации носителей на тыльной поверхности (19).
1.4.4. Генерация фототока в структуре с p-n-переходом (19).
1.5. Специальные вопросы (21).
1.5.1. Влияние электрического поля (21).
1.5.2. О постоянстве фототока в области перехода (23).
1.5.3. Влияние высокого уровня инжекции (24).
1.5.4. Анализ принятых допущений (25).
1.6. Измерение времени жизни и диффузионной длины неосновных носителей заряда (28).
1.6.1. Измерения Т методом Хайнса-Шокли при наличии электрического поля (29).
1.6.2. Затухание фотопроводимости (30).
1.6.3. Поверхностная фото-ЭДС (32).
1.6.4. Фотоэлектромагнитный эффект (33).
1.6.5. Ток, возбуждаемый электронным и световым пучками (33).
1.6.6. Затухание напряжения холостого хода (36).
1.6.7. Релаксация емкости структуры металл-диэлектрик-полупроводник (37).
Глава 2. ЭЛЕКТРОННО-ДЫРОЧНЫЕ ПЕРЕХОДЫ (39).
2.1. Введение (39).
2.2. Гомогенные переходы
2.2.1. Свойства потенциального барьера в области перехода (41).
2.2.2. Диффузионный механизм протекания тока в гомопереходах с p- и n-областями бесконечно большой и конечной толщины (45).
2.2.3. Положение квазиуровней Ферми в обедненном слое (49).
2.2.4. Рекомбинационно-генерационный процесс в обедненном слое (50).
2.2.5. Вольт-амперные характеристики элементов с гомогенным переходом при различных механизмах переноса носителей заряда (55).
2.2.6. Трехмерные объемные эффекты в гомогенных переходах (57).
2.2.7. Модификации структуры солнечного элемента с гомогенным переходом (59).
2.3. Гетеропереходы (59).
2.3.1. Основная модель (61).
2.3.2. Сродство к электрону и разрывы энергетических зон (64).
2.3.3. Справедливость модели резкого перехода (64).
2.4. Усовершенствованные модели гетероперехода (65).
2.4.1. Физическая природа энергетических состояний на границе раздела (65).
2.4.2. Влияние поверхностных состояний на электрические свойства гетеропереходов (68).
2.4.3. Диполи на границе раздела (72).
2.5. Модели кинетических явлений в гетеропереходах (72).
2.5.1. Инжекция и диффузия носителей в квазинейтральных областях (73).
2.5.2. Рекомбинация и генерация носителей в обедненном слое (73).
2.5.3. Прямая рекомбинация носителей заряда через состояния на границе раздела, определяемая высотой барьера Шоттки (74).
2.5.4. Протекание тока, обусловленное рекомбинацией носителей заряда на границе раздела (74).
2.5.5. Туннелирование носителей (75).
2.5.6. Термическая активация и туннелирование (77).
2.5.7. Гетероструктуры (82).
2.6. Барьеры Шоттки, структуры металл-диэлектрик-полупроводник и полупроводник-диэлектрик-полупроводник (83).
2.6.1. Исходная модель барьера Шоттки (84).
2.6.2. Высота барьера (90).
2.6.3. Происхождение состояний на поверхности и границе раздела (94).
2.6.4. Приборы со структурой металл-диэлектрик-полупроводник (100).
2.6.5. Структуры полупроводник-диэлектрик-полупроводник. (106).
2.7. Омические контакты (107).
Глава 3. РАСЧЕТ КПД ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ (121).
3.1. Идеальный солнечный элемент при наличии освещения (123).
3.2. Влияние последовательного и шунтирующего сопротивлений (128).
3.2.1. Оценочный расчет потерь мощности на сопротивлениях Rs и Rp (129).
3.2.2. Модели с распределенными сопротивлениями (131).
3.2.3. Физические явления, обусловливающие последовательное и шунтирующее сопротивления (134).
3.3. Другие способы анализа эффективности преобразования солнечной энергии (136).
3.3.1. Анализ коэффициента собирания носителей заряда при протекании тока (136).
3.4. Влияние температуры и облученности на КПД солнечных элементов (137).
3.4.1. Зависимость J0 и А от облученности (137).
3.4.2. Тепловые характеристики (139).
3.4.3. Эффекты, связанные с высоким уровнем облученности (142).
3.5. Анализ потерь энергии (143).
Глава 4. КРЕМНИЕВЫЕ СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (144).
4.1. Исторический обзор (145).
4.2. Выращивание монокристаллического кремния (149).
4.2.1. Песок для кремния (149).
4.2.2. Выращивание кристаллов методом Чохральского (153).
4.2.3. Сегрегация примесей (154).
4.2.4. Зонная плавка (156).
4.2.5. Другие методы выращивания (157).
4.3. Дефектность, легирование и время жизни носителей заряда (160).
4.3.1. Легирующие примеси (161).
4.3.2. Примеси, снижающие время жизни носителей заряда (162).
4.3.3. Введение легирующей примеси путем диффузии (164).
4.3.4. Другие способы легирования (165).
4.4. Технология и параметры типичных кремниевых солнечных элементов (166).
4.4.1. Конструкция солнечного элемента и его зонная диаграмма (166).
4.4.2. Этапы изготовления (169).
4.4.3. Электрические параметры (170).
4.4.4. Текстурированный элемент (171).
4.5. Оптимизация констуркции солнечных элементов (172).
4.5.1. Радиационные эффекты (172).
4.5.2. Увеличение КПД с помощью электрических полей (177).
4.5.3. Оптимизация элементов обычной конструкции (179).
4.6. Новые пути создания солнечных элементов (182).
4.6.1. Многопереходные солнечные элементы с вертикальными переходами (182).
4.6.2. Тандемный солнечный элемент (184).
4.6.3. Тонкие солнечные элементы (185).
4.6.4. Другие направления (186).
4.7. Экономика и новые идеи (187).
Глава 5. СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ С ГЕТЕРОПЕРЕХОДАМИ И ГЕТЕРОСТРУКТУРАМИ (189).
5.1. Выбор материалов для создания гетероструктурных солнечных элементов (189).
5.2. Солнечные элементы на основе структур AlGaAs-GaAs с гетерофазной границей раздела (194).
5.2.1. Свойства материалов GaAs и AlGaAs (195).
5.2.2. Изготовление слоев методами жидкофазной эпитаксии и химического осаждения из паровой фазы (197).
5.2.3. Наиболее распространенная структура солнечного элемента на основе GaAs и ее предварительная оптимизация (200).
5.2.4. Концентраторные солнечные элементы AlGaAs-GaAs (205).
5.2.5. Солнечные элементы на основе GaAs для космических энергетических установок. (207).
5.2.6. Арсенид-галлиевые солнечные элементы с переменной шириной зоны и барьерами Шоттки 20S
5.3. Солнечные элементы на основе InP (211).
5.4. Заключение (214).
Глава 6. ТОНКИЕ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПЛЕНКИ ДЛЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ (215).
6.1. Оптические явления в тонких пленках (215).
6.2. Перенос электрического заряда в поликристаллических пленках (217).
6.2.1. Влияние толщины пленок (218).
6.2.2. Границы между зернами в поликристаллических пленках (219).
6.2.3. Электропроводность поликристаллических материалов (225).
6.2.4. Электропроводность различных поликристаллических пленок (232).
6.3. Влияние межкристаллитных границ в солнечных элементах с поликристаллическими слоями (238).
6.3.1. Исследования рекомбинации на межкристаллитных границах в бикристалле и поликристалле с большим размером кристаллитов (241).
6.3.2. Теоретические исследования поликристаллических солнечных элементов (247).
6.3.3. Снижение рекомбинации на межкристаллитной границе (253).
6.4. Заключение (254).
Список литературы (256).
Дополнительный список литературы (275).
ИЗ ИЗДАНИЯ: Рассмотрены основные физические процессы, происходящие в полупроводниковых солнечных элементах при преобразовании солнечного излучения в электроэнергию. Представлены соотношения, позволяющие оптимизировать конструкцию и параметры солнечных элементов из кремния и арсенида галлия. Дан анализ особенностей различных моделей солнечных элементов. Приведены результаты экспериментальных исследований по разработке солнечных элементов с высоким КПД преобразования энергии.
Для научных работников в области физики полупроводников и преобразования энергии, а также для аспирантов и студентов. |
![]() |
