«Объединение гетеропереходных А3В5 и Si технологий для повышения энергопроизводительности фотоэлектрических модулей»

Проект направлен на разработку комбинированного «концентраторно-планарного» фотоэлектрического модуля на основе гетероструктурных концентраторных А3В5 и планарных Si-HJT солнечных элементов, обеспечивающего с повышенную энерговыработку за счет преобразования прямого и диффузного потоков солнечного излучения.. Основные результаты НИР: - Определены компоновочные, технологические и функциональные решения для комбинированного «концентраторно-планарного» фотоэлектрического модуля (КПФМ); - Разработана многопереходная А3В5 гетероструктура солнечного элемента (СЭ), проведена оптимизация ее фотоактивных и туннельных p-n переходов, сформирован комплекс постростовых и сборочных операций для структур на утоняемых подложках с получением корпусированных элементов. Выбор толщины подложки сделан на основе компромисса между рабочей температурой СЭ и механическими напряжениями, возникающими в полупроводниковом кристалле при корпусировании; - Созданы методики и оборудование для моделирования потоков прямой и диффузной компонент солнечного излучения и их комбинаций при тестировании КПФМ. Реализованы методики тестирования КПФМ в лабораторных и натурных условиях; - Разработана методика расчета и получены результаты оценок стационарных тепловых полей, формируемых в объеме КПФМ, и температур отдельных элементов (линз Френеля, концентраторных А3В5 и планарных Si-HJT СЭ) при различных режимах поступления прямой и диффузной компонент в потоке полного солнечного излучения; - Получены оценочные результаты по энергопроизводительности КПФМ применительно к территориям с переменным балансом для прямой и диффузной составляющих в суммарном потоке солнечного излучения. Для проектных параметров разработанного КПФМ спрогнозирована дополнительная среднегодовая энерговыработка в 14 % и 20% за счет преобразования диффузного излучения в условиях преимущественно «прямой» (территория Израиля) и преимущественно смешанной «прямое+диффузное» (г. С-Петербург) инсоляции, соответственно. По результатам работ опубликована одна статья и подано две заявки на получение патента. Развитие предложенных для КПФМ решений позволит вывести на рынок РФ новый продукт, который по своему энергетическому ресурсу будет способствовать расширению территорий эффективного использования объектов солнечной энергетики для повышения надежности электрообеспечения отдалённых и специальных объектов.