Double-layer ITO/Al back surface reflector for single-junction silicon photoconverters

It has been shown that to increase the efficiency and manufacturability of single-crystal silicon photovoltaic solar energy converters (Si-PVC) with 180-200 μm thick base crystals having a polished photoreceiving surface and double-layer back surface reflector (BSR) consisting of a transparent oxide and aluminum layers, a conductive transparent indium-tin oxide (ITO) layer of 0.25 μm interference thickness is to be used as the nonmetallic BSR layer. It provides the ITO/Al BSR reflection coefficient in the range of 85 < R < 96 % for solar radiation photoactive component incident the Si-PVC back surface at substantially zero contribution of ITO layer resistance to the device series resistance. In the case of Si-PVC with inverted pyramid type texture of crystal photoreceiving surface at which the specificity of light distribution in the crystal causes total reflection of radiation from Si/ITO interface, the ITO layer thickness should be experimentally optimized in the 1-2 μm range independently of base crystal thickness to minimize the photoactive radiation losses and ITO layer resistance.Показано, що для підвищення ефективності роботи і технологічності виготовлення монокристалічних кремнієвих фотоелектричних перетворювачів (Sі-ФЕП) сонячної енергії з товщиною базових кристалів 180+200 мкм, які мають поліровану фотоприймальну поверхню та двошаровий тильно-поверхневий рефлектор (ТПР), що складається з шарів прозорого оксиду та алюмінію, необхідно в якості неметалічного шару ТПР використовувати провідний прозорий шар із індій-олов'яного оксиду (ІТО) з інтерференційною товщиною 0.25 мкм. Це забезпечує коефіцієнт відбиття ІТО/АІ ТПР у межах 85 < R < 96 % для фотоактивної компоненти сонячного випромінювання, що падає на тильну поверхню Sі-ФЕП, при практично нульовому внеску опору шару ІТО у послідовний опір приладу. У випадку Sі-ФЕП з текстурою фотоприймальної поверхні кристала типу інвертованих пірамід, при якій специфіка поширення світла у кристалі обумовлює реалізацію ефекту повного внутрішнього відбивання випромінювання від границі розділу Sі/ІТО, для мінімізації втрат енергії фотоактивного випромінювання та опору шару ІТО його товщину слід експериментально оптимізувати у межах значень 1+2 мкм незалежно від товщини базового кристала.Показано, что для повышения эффективности работы и технологичности изготовления монокристаллических кремниевых фотоэлектрических преобразователей (Si-ФЭП) солнечной энергии с толщиной базовых кристаллов 180+200 мкм, имеющих полированную фотоприемную поверхность и двухслойный тыльно-поверхностный рефлектор (ТПР), состоящий из слоев прозрачного оксида и алюминия, необходимо в качестве неметаллического слоя ТПР использовать проводящий прозрачный слой из индий-оловяного оксида (IТО) с интерференционной толщиной 0.25 мкм. Это обеспечивает коэффициент отражения IТO/AI ТПР в пределах 85 < R < 96 % для поступающей на тыльную поверхность Si-ФЭП фотоактивной компоненты солнечного излучения при практически нулевом вкладе сопротивления слоя IТО в последовательное сопротивление прибора. В случае Si-ФЭП с текстурой фотоприемной поверхности кристалла типа инвертированных пирамид, при которой специфика распространения света в кристалле обусловливает реализацию эффекта полного внутреннего отражения излучения от границы раздела Si/ITO, для минимизации потерь энергии фотоактивного излучения и сопротивления слоя IТО его толщину следует экспериментально оптимизировать в пределах значений 1+2 мкм независимо от толщины базового кристалла

Contact electrodeposition of CdTe thin films

The effect of contact electrodeposition conditions on the impurity content in CdTe films has been studied. Stoichiometric single-phase CdTe layers of cubic modification have been obtained. The films are not texturized, and are characterized by the coherent-scattering region size of about 30 nm and the relative micro-strain values of about 5·10⁻³.Досліджено вплив контактного електроосадження на вміст домішок у плівках CdTe. Одержано стехіометричні однофазові шари CdTe кубічної модифікації . Плівки є нетекс турованими і характеризуються розміром областей когерентного розсіювання ≈ 30 нм та значенням відносних мікродеформацій ≈ 5·10⁻³.Изучено влияние условий контактного электроосаждеmrя на содержание примесей в пленках CdTe. Получены стехиометрические однофазные слои CdTe кубической модификации. Пленки не текстурированы, характеризуются размером областей когеррентного рассеяния ≈ 30 нм и значениями относительных микродеформаций ≈ 5·10⁻³

Electrodeposited zinc oxide nanostructures with adsorbed natural dyes for photovoltaic applications

We report on a cost-effective alternative synthetic method for creation of ZnO-based natural-dye sensitized solar cells (DSSC). ZnO arrays were electrodeposited on transparent fluorine doped tin oxide covered glass cathodes in aqueous electrolytes in three-electrode cell under potentiostatic conditions and under pulse plating modes with rectangular impulses of cathode potential. Then ZnO layers were dye-sensitized by a freshly prepared blackcurrant juice. The studies of structure by XRD-method, surface morphology by atomic force microscopy and optical properties by spectrophotometry have demonstrated the promise of ZnO arrays electrochemically grown in the rectangular pulse mode for creation of natural-dye sensitized DSSC

Characteristics of the structure, composition and properties of electrodeposited zinc selenide films

The actuality of new processes for zinc selenide (ZnSe) films manufacture is explained by good prospects of their potential applications in optoelectronics. However, the films obtained on cathode by means of electrolysis in aqueous solutions have some distinctive properties and hence require a detailed study of structure, composition and properties thereof. Transmission electron microscopy examination of electrodeposited zinc selenide films has revealed that those are inhomogeneous in composition and structure: the fine-grained film body is formed by ZnSe nanocrystallites of cubic zinc blende structure and clusters of larger Zn(ОН)₂ microcrystals are included into the body. The film surfaces are coated by amorphous sublayer consisting of Se, Se0₂ and OSe(ОН)₂. According to electriсаl studies, such electrodeposited films are n-type semiconductors

New approach to the efficiency increase problem for multi-junction silicon photovoltaic converters with vertical diode cells

It is shown, that for efficiency increase of multi-junction photovoltaic solar energy converters with vertical diode cells (VDC) on the basis of single-crystal silicon the modernization of VDC by the introduction along their vertical Si-boundaries single-layer indiumtin oxide reflectors by thickness more than 1 μm is necessary.Показано, що для підвищення ККД багатоперехідних фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії з вертикальними діодними комірками (ВДК) на основі монокристалічного кремнію необхідна модернізація ВДК шляхом введення уздовж їх вертикальних Sі-границь одношарових рефлекторів з індій-олов'яного оксиду товщиною більше 1 мкм.Показано, что для повышения КПД многопереходных фотоэлектрических преобразователей солнечной энергии с вертикальными диодными ячейками (БДЯ) на основе монокристаллического кремния необходима модернизация БДЯ путем введения вдоль их вертикальных Si-границ однослойных рефлекторов из индий-оловянного оксида толщиной более 1 мкм

Electrochemical deposition of cadmium telluride films

The mechanisms of electrochemical processes in the electrolyte for cadmium telluride semi-conducting film deposition and in corresponding partial solutions containing cadmium and tellurium ions have been studied by voltammetry with linear potential scanning and by cyclic voltammetry. The differences between cathodic processes on chemically inert titanium nitride substrates and catalytically active molybdenum surface have been revealed. Basing on these studies, the nature of impurities discovered in this work by X-ray photoelectron spectroscopy at the surface and inside the cadmium telluride films deposited on molybdenum and titanium nitride surfaces has been explained. The latter made it possible to select the electrodeposition parameters and the substrate material which provide the stoichiometric film composition

Optimization of base crystals for silicon solar cells of various destinations

The spectral dependences of reflection coefficient R(λ) for various light-receiving surface texture types ("inverted pyramids" and "V-grooves") of single crystal silicon wafers are presented as well as output and diode parameters of solar cells (SC) with p- and n-type silicon base crystals (Si-BC). Basing on comparative analysis of R(λ) dependences, the selection of an optimum type of Si-BC light-receiving surface texture is substantiated. Comparing the output and diode parameters of SC with Si-BC of p- and n-type conductivity, the development expediency of high-efficiency Si-SC with the n-type conductivity single crystals is substantiated