Проблема точной характеризации и правильной трактовки экспериментальных фотоэлектрических характеристик многопереходных (МП) солнечных элементов (СЭ) остается актуальной и требует новых эффективных решений. Это связано со значительно более сложной, в сравнении с однопереходной, структурой МП СЭ: кроме каскада фотоактивных оптически взаимодействующих друг с другом p-n переходов, такая структура включает гетеробарьеры различного типа и соединительные туннельные диоды, имеющие электрическое соединение встречной полярности.

Экспериментальный метод характеризации каскада фотовольтаических p-n переходов, входящих в МП СЭ, представлен в цикле работ соавторов и завершен публикацией [1] в 2025 г. Метод основан на прямо пропорциональной зависимости напряжения на всех генерирующих p-n переходах от логарифма произведения интенсивностей их электролюминесценции. Он позволяет реально оценивать потенциал генерирующих полезную электрическую мощность p-n переходов и получать безрезистивные вольт-амперные характеристики (рис. 1) независимо от сложности структуры и степени влияния комплекса эффектов, присущих только МП СЭ, к которым относятся: 1) рассогласование по фотогенерированным токам субэлементов каскада; 2) эффект люминесцентной связи p-n переходов 3) эффект встречной фото-эдс, генерируемой как соединительными туннельными диодами, так и гетеробарьерами. Для описания эффектов введены понятные по физическому смыслу характеристические величины: коэффициент и добавочное напряжение, определяемые токовым рассогласованием; величина встречного фототока и фото-напряжения; результативность люминесцентной связи.

Разработанный комплексный метод универсален и не привязан к конкретному типу устройства, количеству входящих в его состав «субэлементов» или спектральному составу преобразуемого излучения.

Предложенный метод характеризации будет востребован у разработчиков конструкций новых высокоэффективных солнечных элементов для космических и наземных фотоэнергосистем.

Публикации

1. [1] Mintairov,MA; Evstropov,VV; Mintairov,SA; Nakhimovich,MV; Salii,RA; Shvarts,MZ; Kalyuzhnyy,NA, Sol. Energy Mater. Sol. Cells, v.279, 2025, #113213