ООО «Галлий−Н»:

С. Ю. Курин

А. С. Усиков

А. А. Антипов

ООО «Галлий−Н», Nitride Crystals Inc.:

Ю. Н. Макаров

Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»:

В. Д. Доронин

Национальный исследовательский университет «ИТМО»:

Б. П. Папченко

Nitride Crystals Inc.

Х. Хелава

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС»

М. И. Воронова

К. Б. Эйдельман

Представлены результаты моделирования фотоэлектрических преобразователей в системе со спектральным расщеплением солнечной энергии, в которой солнечное излучение разделяется с помощью дихроичных фильтров на три спектральных диапазона (Δλ₁ < 500 нм, Δλ₂ = 500÷725 нм, Δλ₃ > 725 нм) и затем преобразуется в электроэнергию фотоэлектрическими преобразователями на основе однопереходных гетероструктур InGaN/GaN, GaAs/AlGaAs и монокристаллического кремния c−Si. Особое внимание уделено исследованию расширения спектрального диапазона поглощения системы за счет более эффективного преобразования ультрафиолетовой части спектра. Суммарный КПД системы на всем спектре варьируется от 21 до 37 % в зависимости от дизайна гетероструктур однопереходных фотоэлектрических преобразователей и вариантов оптических систем.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Министерства науки и образования Российской Федерации (государственный контракт от 16 марта 2012 г. № 12.527.12.3001).

1. Guter, W. W. Current−matched triple junction solar cell reaching 41,1 % conversion efficiency under contrated sunlight / W. W. Guter, J. Schone, S. P. Philipps, M. Steiner, G. Siefer, A. Wekkeli, E. Welser, E. Oliva, A. W. Bett, F. Dimroth // Appl. Phys. Lett. − 2009. − V. 94, Iss. 22. − P. 223504.
2. Law, D. C. Future technology pathways of terrestrial III–V multijunction solar cells for concentrator photovoltaic systems / D. C. Law, R. R. King, H. Yoon, M. J. Archer, A. Boca, C. M. Fetzer, D. Mesropian, T. Isshiki, M. Haddad, K. M. Edmondson, D. Bhusari, J. Yen, R. A. Sherif, H. A. Atwater, N. H. Karam // Sol. Energy Mater. and Sol. Cells. − 2010. − V. 94, N 8. − P. 1314—1318.
3. Newman, F. D. Optimization of inverted metamorphic multijunction solar cells for field−deployed concentrating PV systems / F. D. Newman, D. J. Aiken, P. M. Patel, D. R. Chumney, I. Aeby, R. W. Hoffman, P. R. Sharps // Proc. 34^th IEEE Photovoltaic Specialists Conf. − Philadelphia (PA), 2009. − P. 001611.
4. Lantratov, V. M. Vysokoeffektivnye dvuhperehodnye GaInP / GaAs solnechnye elementy, poluchennye metodom MOS−gidridnoi epitaksii / V. M. Lantratov, N. A. Kalyuzhnyi, S. A. Mintairov, N. H. Timoshina, M. Z. Shvarc, V. M. Andreev // FTP. − 2007. − T. 41, Iss. 6. − P. 751—755.
5. Fraas, I. Demonstration of a 33 % efficient Cassegrainian solar modul / I. Fraas, J. Avery, H. Huang, L. Minkin, E. Shifman // Proc. IEEE 4^th World Conf. on Photovoltaic Energy Conversion. − Hawaii, 2006.
6. Barnett, A. Very high efficiency solar cell modules / A. Barnett, D. Kirkpatrick, C. Honsberg, D. Moore, M. Wanlass, K. Emery, R. Schwartz, D. Carlson, S. Bowden, D. Aiken, A. Gray, S. Kurtz, L. Kazmerski, M. Steiner, J. Gray, T. Davenport, R. Buelow, L. Takacs, N. Shatz, J. Bortz, O. Jani, K. Goossen, F. Kiamilev, A. Doolittle, I. Ferguson, B. Unger, G. Schmidt, E. Christensen, D. Salzman // Progr. Photovolt.: Res. Appl. − 2009. − V. 17, N 1. − P. 75.
7. Gro, B. Highly efficient light splitting photovoltaic receiver / B. Gro, G. Peharz, G. Siefer, M. Peters, J. S. Goldschmidt, M. Steiner, W. Guter, V. Klinger, B. George, F. Dimroth // Proc. 24^th Europ. Photovoltaic Solar Energy Conf. − Hamburg, 2009. − P. 130.
8. Wang, X. Outdoor Measurements for High Efficiency Solar Cell Assemblies / X. Wang, N. Wait, P. Murcia, K. Emery, M. Steiner, F. Kiamilev, K. Goossen, C. Honsberg, A. Barnett // Ibid. − Hamburg, 2009. − P. 811.
9. Hvostikov, V. P. Vysokoeffektivnyi (eta = 39,6 %, AM 1.5D) kaskad fotopreobrazovatelei v sisteme so spektral’nym rasshepleniem solnechnogo izlucheniya / V. P. Hvostikov, A. S. Vlasov, S. V. Sorokina, N. S. Potapovich, N. H. Timoshina, M. Z. Shvarc, V. M. Andreev // FTP. − 2011. − T. 45, Iss. 6. − P. 810—815.
10. Barnett, A. Initial test bed for very high efficiency solar cells / A. Barnett, X. Wang, N. Waite, P. Murcia, C. Honsberg, D. Kirkpatrick, D. Laubacher, F. Kiamilev, K. Goossen, M. Wanlass, M. Steiner, R. Schwartz, J. Gray, A. Gray, P. Sharps, K. Emery, L. Kazmerski // Proc. IEEE Photovoltaic Specialists Conf. − San Diego, 2008. − P. 1563.
11. Khvostikov, V. P. Single−junction solar cells for spectrum splitting PV system / V. P. Khvostikov, S. V. Sorokina, N. S. Potapovich, A. S. Vlasov, M. Z. Shvarts, N. Kh. Timoshina, V. M. Andreev // Proc. 25^th Europ. Photovoltaic Solar Energy Conf. and Exhibition. − Valencia, 2010. − P. 167—171.
12. Brown, G. F. Finite element simulations of compositionally graded InGaN solar cells / G. F. Brown, J. W. Ager, W. Walukiewicz, J. Wu // Sol. Energy Materials and Sol. Cells. − 2010. − V. 94, Iss. 3. − P. 478—483.
13. Shen, X. Simulation of the InGaN-based tandem solar cells / X. Shen, S. Lin, F. Li, Y. Wei, S. Zhong, H. Wan, J. Li // Proc. SPIE 7045. Photovoltaic Cell and Module Technologies II, 70450E. − 2008.
14. Semiconductors on NSM // http://www.ioffe.rssi.ru/SVA/NSM/Semicond/