Фотоиндуцированная деградация параметров солнечных a-Si:H фотоэлементов

В результате многочисленных исследований было установлено, что гидронизированный аморфный кремний являетса наиболее подходящим материалом для изготовления недорогих солнечных фотоэлементов. Однако, широкому практическому применению фотопреобразователей на основе этого материала мешают их низкий коэффициент полезного действия и быстрая деградация параметров фотоэлементов под действием солнечного излучения. Влияние солнечного излучения на параметры фотопреобразователей проверяется как на многослойных, так и на однослойных рin структурах при различных интенсивностях света. Сравнивается стабильность параметров многослойных структур с однослойными. В работе изучалось влияние освещения на параметры гетероструктурных солнечных фотоэлементов на основе гидронизированного аморфного кремния. В экспериментах было установлено, что механизм деградации параметров pinpin структур отличается от механизма деградации параметров pin структур при толщине нижнего слоя более 400 нм. Было обнаружено, что при толщине нижнего слоя менее 400 нм заметного отличия в механизмах деградации не наблюдалось. Обсуждается механизм деградации параметров могослойных фотоэлементов. Предполагается, что в случае толстого нижнего слоя фотоэлемента коэффициент полезного дейсвия определяется как фактором заполнения, так и током короткого замыкания. Деградация токов короткого замыкания в солнечных фотоэлементах с тонким нижним слоем незначительна.

ILLUMINATION-INDUCED DEGRADATION OF A-SI:H SOLAR CELL PARAMETERS

Hydrogenated amorphous silicon is found to be a leading candidate for the fabrication of low cost solar cells. However presently there are two main factors that limit the large scale applications of a-Si:H solar cells as power sources. One of the central technological obstacle is the low conversion efficiency of the cells. The other obstacle for the large scale technological application of a-Si:H solar cells is degradation of critical material properties under the light exposure. In our experiments we have performed light soaking tests on pinpin structure samples to see if the stability of a-SI:H solar cells is improved in comparison with the stability of pin structures. The pattern of light induced degradation, i.e. the degree of degradation of a-Si:H pinpin solar cell parameters was studied on different i-layer thickness using high intensity ( ~10 AM 1.5) illumination. It was found that stacked cells do not show a uniform degradation pattern as in the case of single junction solar cells. In particular, the degradation in short-circuit current Isc of stacked cells shows a big difference for thick ( ~500 nm) and thin ( ~400 nm) pinpin cells. It was found the degradation of the stacked cells with thick bottom layers exhibit a degradation pattern similar to that of single junction cells, i.e. the degradation in efficiency comes from the fill factor and the short circuit current, while open circuit voltage being degraded slightly. The degradation in short circuit current of cells with thin bottom layers is negligibly small.