Товсті та тонкі плівки для фотоелектрики: нові парадигми

Abstract

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.