Растекание тока в солнечных элементах: двухпараметрическая трубковая модель

Явление растекания является существенным для концентраторных солнечных элементов, так как лимитирует эффективность (кпд) при больших кратностях концентрирования солнечного излучения. Предложена и разработана модель, описывающая закономерности растекания тока под контактной сеткой солнечного элемента. Модель использует стилизованное представление о линиях тока и соответственно о трубках тока: она содержит два резистивных параметра, учитывающих переменную латеральную (горизонтальную) и постоянную вертикальную составляющие сопротивления каждой трубки. В модели учтено, что толщина области растекания значительно меньше расстояния между полосками контактной сетки, поэтому значительный вклад в результирующие сопротивления дают латеральные участки трубок. Получены расчeтные вольт-амперные характеристики солнечного элемента в резистивном и безрезистивном случаях. Вольт-амперная характеристика сопротивления растекания, полученная вольтовым вычитанием этих характеристик, является нелинейной и зависит от фотогенерированного тока. Таким образом, электрическая эквивалентная схема солнечного элемента содержит сосредоточенное нелинейное сопротивление, параметрически зависящее от фотогенерированного тока.
Сделано сопоставление экспериментальных и расчeтных ВАХ на примере Ge, GaAs и GaInP солнечных элементов и определены оба резистивных параметра модели. Модель правильно описывает закономерности растекания в однопереходных солнечных элементах и может быть расширена на многопереходные солнечные элементы.