Термоэлектронное преобразование солнечной энергии с использованием гетероструктурного катода

В статье проведен теоретический анализ особенностей работы термоэлектронного преобразователя солнечной энергии с использованием гетероструктурного катода. Рассмотрена гетероструктура, в которую введены оконный слой с достаточно широкой запрещенной зоной и поглощающий слой, ширина запрещенной зоны которой остается постоянной. Это позволяет сильно снизить рекомбинационные потери на поверхности контакта. Однако, наличие широкой запрещенной зоны в оконном слое приводит к возникновению барьера для формирующихся фотоэлектронов, а это, в свою очередь, приводит к потерям при преобразовании энергии, так как фотоны с энергией меньшей ширины запрещенной зоны перестает работать на превращение энергии. Т. е. в электрическую энергию будет превращаться только часть энергии Солнца - работает только часть спектра солнечного излучения. Показано, что преодолеть этот недостаток можно создав градиент ширины запрещенной зоны. Такой градиент позволяет создать обратное внутреннее поле, снижающее высоту барьера на поверхности контакта, что повышает выход фотоэлектронов и, в конечном счете, общий коэффициент преобразования термоэлектронного преобразователя. Получены теоретические значения для тока выхода и коэффициента преобразования термоэлектронного преобразователя солнечной энергии, имеющего гетероструктурный катод.