Наногетероструктурные фотоэлектрические преобразователи (ФЭП)

Преимуществом наногетероструктурных каскадных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) является:

• Увеличение более, чем в 2 раза (более 40%) КПД каскадных ФЭП на основе полупроводниковых наногетероструктур GaInP/GaInAs/Ge по сравнению с кремниевыми.
• Возможность преобразования 1000-кратно концентрированного солнечного излучения.
• Снижение в 1000 раз расхода полупроводниковых материалов пропорционально степени концентрирования солнечного излучения.

Наногетероструктура каскадного ФЭП, обеспечивающего КПД > 35%

Структура и изображение GaInP/GaAs/Ge многослойной наногетероструктуры каскадного ФЭП

Нанотехнологическая составляющая в каскадных фотопреобразователях (ФЭП):

• Наноразмерные (20-30 нм) фронтальные AlGaInP широкозонные "окна", обеспечивающие фоточувствительность до ультрафиолетовой области спектра.
• Наноразмерные (10-50 нм) слои туннельных р+ - n+ переходов, соединяющих фотоактивные области различных каскадов в гетероструктурах.
• Встроенные в гетероструктуры Брегговские зеркала (на основе периодических структур, образованных слоями с толщинами 50-70 нм), обеспечивающие отражение в фотоактивную область "подзонных" фотонов.
• Короткопериодные (3-10 нм) сверхрешетки в гетероструктурах с управляемым градиентом ширины запрещенной зоны.
• Наногетероструктуры с квантовыми ямами и массивами квантовых точек для перспективных типов фотопреобразователей, в т.ч. с "промежуточными" зонами.

Базовой технологией используемой при производстве каскадных наногетероструктур является метод газофазной эпитаксии из металлорганических соединений (МОС-гидридная эпитаксия).