ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ НЕТРАДИЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ЭНЕРГИИ

ОСНОВНЫЕ ПОКОЛЕНИЯ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ.
ВТОРОЕ ПОКОЛЕНИЕ - ТОНКОПЛЕНОЧНЫЕ ПЕРОБРАЗОВАТЕЛИ

Среди современных коммерческих применений доминируют, в основном солнечные батарей "первого поколения" созданные либо на базе монокристаллов кремния (подобно микросхемам) либо на основе поликристаллических пластин. Резкий рост цены энергоресурсов заставил пересмотреть политику в области разработки солнечных элементов. Стоимость стала определяющим фактором при оценке перспектив применения солнечных преобразователей.
    Именно стремление снизить цену солнечных панелей стимулирует массовое производство тонкопленочных солнечных батарей, которые можно рассматривать как второе поколение фотоэлектрических преобразователей.  Снижение стоимости происходит, в основном, за счет того, что батареи второго поколения не требуют сборки СЭ. Весь технологический процесс, как правило, осуществляется на одной технологической линейке в автоматическом режиме. Так что на выходе получается готовый модуль мощностью от нескольких Вт до нескольких десятков Вт. Герметизация модуля, как правило, осуществляется в отдельном цикле.
     Тонкопленочные батареи можно разделить на два типа: на основе пленок поликристаллических полупроводников и на основе пленок аморфных полупроводников. Для обоих типов эффективность примерно одинакова и для СЭ большой площади не превышает 12%. Основной причиной низкого к.п.д. является наличие в пленках большого количества дефектов и  как следствие этого малый коэффициент собирания фотоносителей. Все основные рассмотренные ранее закономерности, справедливы для тонкопленочных СЭ, поскольку в них собирание и разделение носителей, так же как и в монокристаллических происходит за счет внутренних полей pn-перехода или гетероперехода. Спектр материалов, используемых для производства тонкопленочных батарей, сравнительно ограничен. Так в поликристаллических тонкопленочных батареях наиболее широко используется CdTe (Eg=1,5 эВ). Полученные в вакууме пленки этого материала обладают p-типом, поэтому в качестве окна к нему используются широкозонные материалы группы AIIBVI, обладающие проводимостью n-типа. Например, CdS, ZnTe, ZnSe. Соединения AIIBVI обладают высоким давлением пара, что обеспечивает высокую скорость нанесения этих пленок при сравнительно низких температурах, что позволило разработать сравнительно производительную технологию с низкими энергетическими затратами. Новое поколение фотоэлектрических преобразователей должно, прежде всего, удовлетворять требованиям массового производства и низкой цены. Следует надеяться, что эта задача будет решена в ближайшее время. В пользу этого говорят возрастающие ассигнования на создание производств по выпуску батарей второго поколения и разработку батарей на принципиально новых принципах

Тонкопленочные солнечные элементы на основе аморфного кремния (a-Si:H)
структура пленки a-Si:H      Основным аморфным материалом в массовом производстве тонкопленочных батарей является гидрогенизированный аморфный кремний (a-Si:H) и другие содержащие водород полупроводники, которые используются в дополнительных каскадах СЭ на базе a-[Схема камеры для нанесения a-Si:HSi:H. Основное назначение водорода пассивировать оборванные связи в аморфных тетраэдрических полупроводниках. Ширина запрещенной зоны a-Si:H зависит от содержания водорода. В солнечных панелях используют пленки, в которых содержание водорода составляет 15 - 20 % и ширина запрещенной зоны примерно 1,7 эВ. Поскольку спектральная характеристика оптического поглощения a-Si:H близка к характеристике прямозонных материалов и в области солнечного спектра коэффициент поглощения превышает 10 4 см -1, толщина пленок a-Si:H в солнечных батареях порядка 1 мкм.