могтися за рахунок створення перетворювачів з двостороннім чутливістю (до +80% до вже наявного ККД одного боку), застосування люмінесцентно перєїзлучать структур, попереднього розкладання сонячного спектра на дві або більше спектральні області за допомогою багатошарових плівкових светоделітель (дихроїчних дзеркал) з наступним перетворенням кожної ділянки спектру окремим ФЕП і т.д.5
У системах перетворення енергії СЕС (сонячних електростанцій) в принципі можуть бути використані будь-які створені і розробляються в даний час типи ФЕП різної структури на базі різноманітних напівпровідникових матеріалів, однак не всі вони задовольняють комплексу вимог до цих систем:
· висока надійність при тривалому (десятки років!) ресурсі роботи;
· доступність вихідних матеріалів в достатній для виготовлення елементів системи перетворення кількості і можливість організації їх масового виробництва;
· прийнятні з точки зору термінів окупності енерговитрати на створення системи перетворення;
· мінімальні витрати енергії і маси, пов'язані з управлінням системою перетворення і передачі енергії (космос), включаючи орієнтацію і стабілізацію станції в цілому;
· зручність техобслуговування.
Так, наприклад, деякі перспективні матеріали важко отримати в необхідних для створення СЕС кількостях через обмеженість природних запасів вихідної сировини і складності його переробки. Окремі методи поліпшення енергетичних і експлуатаційних характеристик ФЕП, наприклад, за рахунок створення складних структур, погано сумісні з можливостями організації їх масового виробництва при низькій вартості і т.д. Висока продуктивність може бути досягнута лише при організації повністю автоматизованого виробництва ФЕП, наприклад на основі стрічкової технології, і створенні розвиненої мережі спеціалізованих підприємств відповідного профілю, тобто фактично цілої галузі промисловості, сумірною за масштабами з сучасної радіоелектронної промисловістю. Виготовлення сонячних елементів та збирання сонячних батарей на автоматизованих лініях забезпечить зниження собівартості модуля батареї в 2-2,5 рази.
В якості найбільш ймовірних матеріалів для фотоелектричних систем перетворення сонячної енергії СЕС в даний час розглядається кремній і арсенід галію (GaAs), причому в останньому випадку мова йде про гетерофотопреобразователях (ГФП) зі структурою AlGaAs-GaAs. ФЕП (фотоелектричні перетворювачі) на основі сполуки миш'яку з галієм (GaAs), як відомо, мають більш високий, ніж кремнієві ФЕП, теоретичний ККД, оскільки ширина забороненої зони у них практично збігається з оптимальною шириною забороненої зони для напівпровідникових перетворювачів сонячної енергії=1 , 4 еВ. У кремнієвих цей показник=1,1 еВ.
Внаслідок більш високого рівня поглинання сонячного випромінювання, що визначається прямими оптичними переходами в GaAs, високі ККД ФЕП на їх основі можуть бути отримані при значно меншою в порівнянні з кремнієм товщині ФЕП. Принципово достатньо мати товщину ГФП 5-6 мкм для отримання ККД близько не менше 20%, тоді як товщина кремнієвих елементів не може бути менше 50-100мкм без помітного зниження їх ККД. Ця обставина дозволяє розраховувати на створення легких плівкових ГФП, для виробництва яких потрібно порівняно мало вихідного матеріалу, особливо якщо в якості підкладки вдасться вико...
