Study of anti-reflective coatings Tа2O5 / SiO2 for improving the efficiency of modern solar cells for space applications

Автор: Genali M.A., Sharov S.K., Lebedev A.A., Vagapova N.T., Zhаlnin B. V. В.V.

Журнал: Сибирский аэрокосмический журнал @vestnik-sibsau

Рубрика: Авиационная и ракетно-космическая техника

Статья в выпуске: 1 т.19, 2018 года.

Бесплатный доступ

Solar cells based on AIIIBV materials in solar arrays are the main energy sources for most modern spacecraft. In spite of the fact that high characteristics have already been achieved, the work for improving solar cells is being continued due to the growth of energy consumption by spacecraft. One of the directions is decreasing solar radiation reflection by solar cell surface due to the deposition of antireflec- tion coating (ARC). In the article we show the results of the study of ARC (Ta2O5 / SiO2). We have presented the results of spectral and thickness calculations by special software of ARC on the triple junc- tion (InGaP / InGaAs / Ge) solar cell taking into account cell structure as well. We have performed the experiment of ARC on the glass-substrate to confirm the manufacturability of the process. ARC deposition has been made by electron-beam evaporation in vacuum. The results of investigation of spectral char- acteristics of samples obtained by a spectrophotometer confirm the uniformity of covering without relation to the sam- ple position in a machine. Spectral characteristic calculations for glass-substrate coincide with experimental data. The results of studying spectral characteristics of ARC on a solar cell demonstrate good correspondence with experimental data. The electric characteristics measured by the solar simulator (AM0) before and after the ARC cover- ing on the experimental samples show the increase of short-circuit current up to 122 mA and the rise of efficiency up to 7.5 %. We have demonstrated the results of scanning electron microscopic investigation of ARC on the different positions of solar cells.

Еще

Оксид тантала (v), оксид кремния (iv), antireflection coating (arc), triple junction (tj) solar cells, current-voltage characteristic, tantalum oxide (v), silicon oxide (iv)

Короткий адрес: https://sciup.org/148177802

IDR: 148177802

Список литературы Study of anti-reflective coatings Tа2O5 / SiO2 for improving the efficiency of modern solar cells for space applications

  • Алфёров Ж. И., Андреев В. М., Румянцев В. Д. Тенденции и перспективы развития солнечной фото-энергетики//Физика и техника полупроводников. 2004. Т. 38, № 8. C. 937-948.
  • Лебедев А. А., Слыщенко Е. В., Вагапова Н. Т. Современное состояние солнечных элементов космического назначения на основе соединений А3В5//Тезисы докладов XX науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов ОАО «РКК «Энергия» им. С. П. Королёва» (10-14 нояб. 2014, г. Королёв). Коро-лев, 2014. С. 466-467.
  • Optimized Single and Double Layer Antireflection Coatings for GaAs Solar Cells/A. Bahrami //International journal of renewable energy research. 2013. Vol. 3, № 1. P. 79-83.
  • Колтун М. М. Селективные оптические поверхности преобразователей солнечной энергии. М.: Наука, 1979. 216 c.
  • Риттер Э. Пленочные диэлектрические материалы для оптических применений//Физика тонких пленок/под ред. Г. Хасса, М. Франкомбра, Р. Гофмана. М.: Мир, 1978. Т. 8. С. 7-60.
  • Multilayer antireflection coating design for GaAs0.69P0.31/Si dual-junction solar cells/S. Saylan //Solar Energy. 2015. № 122. С. 76.
  • Разработка и создание опытного производства наноструктурных каскадных ФЭП в системе A3B5/Б. В. Жалнин //Автономная энергетика: технический прогресс и экономика. 2009. № 26.
  • Обзор современных фотоэлектрических преобразователей космического назначения на основе соединений АIIIВV/Е. В. Слыщенко //Разработка, производство, испытания и эксплуатация космических аппаратов и систем: IV науч.-техн. конф. молодых специалистов АО «ИСС». Железногорск, 2017. 224 с.
  • Furman Sh., Tikhonravov A. V. Basics of optics of multilayer systems. Editions Frontiers. Gif-sur Yvette, 1992. 242 p.
  • Forbes D., Hubbard S. Solar-cell-efficiency enhancement using nanostructures //Solar & Alternative Energy. SPIE, 2010. URL: http://spie.org/newsroom/3124-solar-cell-efficiency-enhancement-using-nanostructures?SSO=1 (дата обращения: 25.04.2017).
  • Nanolithogphy Research Labs//Optical Properties of Thin Films for DUV and VUV Microlithograph . URL:http://www.rit.edu (дата обращения: 27.04.2017).
  • Официальный сайт Физико-технического института имени А. Ф. Иоффе Российской академии наук //n,k database on NSM. URL: http://www.ioffe.ru (дата обращения: 25.04.2017).
  • Refractive index database -база физических параметров материалов . URL: http://refractiveindex.info/(дата обращения: 03.03.17).
  • Handbook series semiconductor parameters/под ред. M. Levinshtein, S. Rumyantsev, M. Shur; Ioffe Institute and Rensselaer Polytechnic Institute,. 1999. Vol. 2.
  • Наумова А. А., Вагапова Н. Т., Лебедев А. А. Построение модели и проведение расчета омических и оптических потерь в современных солнечных элементах на основе гетероструктур InGaP/InGaAs/Ge/Тезисы докладов XXI науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов АО «РКК «Энергия» им. С. П. Королёва» (25 окт.-3 нояб. 2017, г. Королёв. Королев, 2017. C. 130-131.
  • Программа анализа вольт-амперных характеристик фотоэлектрических преобразователей и картографирования данных ФЭП по структуре рисунка фотошаблона пластины: Свид. о гос. регистрации программы для ЭВМ и IVCAnalysis/С. A. Цыникин, А. М. Леднев, А. А. Лебедев № 2014662567; регистр. 03.12.14.
  • Лебедев А. А., Леднев А. М., Цыникин С. А. Построение системы сопровождения технологии изготовления солнечных элементов космического назначения на основе соединений А3В5//Тезисы докладов XX науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов ОАО «РКК «Энергия» им. С. П. Королёва» (10-14 нояб. 2014, г. Королёв). Королев, 2017. C. 466-467.
Еще
Статья научная