Солнечные элементы для преобразования концентрированного солнечного излучения

В монографиях [1—7] и обзорных работах [8—18], посвященных фотоэлектрическому методу преобразования солнечной энергии, опубликованных за последние 10—20 лет, основное внимание обращалось на систематизацию результатов исследований фотоэлементов, работающих при прямом, неконцентрированном солнечном облучении. Однако в последние годы выполнен большой объем теоретических и экспериментальных работ по солнечным элементам, предназначенным для преобразования концентрированного солнечного излучения.

Основными материалами для создания солнечных элементов повышенной мощности являются Si и GaAs. Оптимальный диапазон степени концентрирования (К_с) для солнечных элементов на основе гетероструктур Al_хGa_1-хAs—GaAs приблизительно на порядок выше, чем для кремниевых солнечных элементов, что объясняется меньшей величиной внутренних омических потерь в гетерофотопреобразователях и лучшей температурной стабильностью КПД. Это позволяет в концентраторных модулях на основе гетерофотоэлементов использовать достаточно простые и дешевые системы охлаждения при электрической мощности, снимаемой с одного солнечного элемента, более 10 Вт. Максимальное значение КПД, полученное в таких солнечных элементах, превышает 25% при К_с=100—1000 при незначительном изменении КПД в интервале рабочих температур 20—100°С.

Дополнительным преимуществом солнечных элементов на основе арсенида галлия является их лучшая радиационная стойкость, что открывает перспективы использования этих элементов в космических солнечных батареях с концентраторами.