Введение
Глава 1. Каскадные фотопреобразователи и технология их создания (литературный обзор) 15
1.1 Принцип действия каскадных фотопреобразователей 15
1.1.1 Фотоэлектрический метод преобразования энергии, спектр солнца, полупроводниковые солнечные элементы 15
1.1.2 Однопереходные фотопреобразователи, спектральные и нагрузочные характеристики, механизмы протекания темнового тока, влияние диффузионных длин и рекомбинации на интерфейсах на параметры ФЭП 20
1.1.3 Каскадные фотопреобразователи, материалы для каскадных солнечных элементов, различные варианты создания каскадных элементов 34
1.2 Развитие метода МОС – гидридной эпитаксии для выращивания структур каскадных фотопреобразователей 41
1.2.1 Основные принципы технологии МОС – гидридной эпитаксии, преимущества над другими методами при создании структур каскадных солнечных элементов фотопреобразователи 41
1.2.2 Развитие реакторов установок МОС – гидридной эпитаксии (горизонтальный, вертикальный, планетарный, турбодиск) 51
Глава 2. Особенности однопереходных субэлементов каскадных фотопреобразователей p-n и n-p полярности 57
2.1 Экспериментальное оборудование для создания и исследования структур ФЭП з
2.2 Методики аналитического описания электрофизических процессов, происходящих в структурах ФЭП 59
2.2.1 Расчет внешнего квантового выхода МП СЭ 59
2.2.2 Численное моделирование параметров СЭ 67
2.3. Фотопреобразователи на основе Ge, диффузионные длины в Ge, коэффициенты собирания носителей из базы и эмиттера 71
2.4 Диффузионные длины в фотоактивных слоях GaAs субэлементов, коэффициенты собирания носителей из базы и эмиттера 79
2.5 Фотопреобразователи на основе GaInP 83
2.5.1 Диффузионные длины, коэффициенты собирания для фотоактивных слоев GaInP 83
2.5.2 Особенности n-n и p-p гетеропереходов AlGaInP/GaInP 85
2.6 Выводы 94
Глава 3. Минимизация оптических и электрических потерь, возникающих в структурах каскадных GaInP/GaInAs/Ge фотопреобразователей 97
3.1 Оптические потери в структурах GaInP/GaInAs/Ge КСЭ 98
3.1.1 Внутреннее отражение света от гетероинтерфейсов, просветление гетерограниц для Ge субэлементов каскадных ФЭП 98
3.1.2 Поглощение света в верхнем туннельном диоде, увеличение прохождения света в средний субэлемент на основе GaInAs . 104
3.1.3 Отражение света от слоев верхнего субэлемента на основе GaInP, просветление поверхности каскадных СЭ 107
3.2 Снижение электрических потерь в структурах каскадных фотопреобразователей 108
3.2.1 Фотоэффект в верхнем туннельном диоде, модель с фотовольтаическим и встречным диодами 109
3.2.2. Последовательное сопротивление нижнего туннельного диода с широкозонным барьером p-AlGaInP 117
3.3 Выводы 122
Глава 4. Оптимизация каскадных ФЭП на основе субэлементов GaInP, GaInAs и Ge для различных применений 126
4.1 Фотовольтаические параметры субэлементов на основе Ge в КСЭ 126
4.2 Фотовольтаические параметры субэлементов на основе GaAs в КСЭ 130
4.3 Фотовольтаические параметры субэлементов на основе GaInP в КСЭ 132
4.4 Оптимизация параметров двухпереходных GaInP/GaAs СЭ n-p полярности для преобразования прямого космического и концентрированного наземного спектра 133
4.5 Трехпереходные GaInP/GaInAs/Ge каскадные фотопреобразователи 136
4.5.1. Структуры, оптимизированные для преобразования прямого космического спектра 136
4.5.2. Структуры, оптимизированные для преобразования сильно концентрированного наземного спектра 1 4.6 Возможности дальнейшего увеличения эффективности преобразования трехпереходных GaInP/GaInAs/Ge КСЭ за счет использования анизотипных гетеропереходов 139
4.7 Выводы 147
Заключение 150
Публикации по теме диссертации 153
Список литературы 153
