| Название: | Преобразователи узкополосного излучения на основе германия и антимонида галлия |
| Грантодатель: | Гранты РНФ |
| Область знаний: | 09 - Инженерные науки |
| Научная дисциплина: | 09-402 - Гидроэнергетика, новые и возобновляемые источники энергии |
| Ключевые слова: | фотоэлектрический преобразователь, лазерное излучение, КПД, диффузия, беспроводная передача энергии, термофотоэлектрические системы |
| Тип: | исследовательский |
| Руководитель(и): | Сорокина,СВ |
| Подразделения: | |
| Код проекта: | 24-29-20018 |
Проект направлен на создание и исследование высокоэффективных фотоэлектрических преобразователей (ФЭП) узкополосного (λ=1550 нм) излучения на основе германия и антимонида галлия. Основная идея, лежащая в основе Проекта, состоит в максимальном согласовании излучения монохроматического инфракрасного источника (лазерного, светодиодного, излучения нагретых селективных эмиттеров термофотоэлектрических систем) с областью фоточувствительности приемника в широком диапазоне плотностей мощности, а также определения технических возможностей ФЭП на основе Ge для систем дистанционного энергоснабжения. Отдельное внимание будет уделено управлению поверхностными свойствами исследуемых полупроводников пассивацией рабочей поверхности (широкозонным оптическим окном, диэлектрическими слоями, химическими способами), развитию концепции террасированных фотоэлементов, изысканию способов упрощения технологического цикла и снижения себестоимости ФЭП при сохранении высокой эффективности фотоэлектрического преобразования. Узкополосные ФЭП на основе германия за счет меньшей ширины запрещенной зоны будут проигрывать в КПД аналогам на основе GaSb, но обойдут их в стоимости, а также доступности исходных материалов. За счет большей прочности материала возможно уменьшение толщины ФЭП до 200 мкм, что даст экономию в расходе полупроводниковых слитков и повышение выхода годных образцов. С практической точки зрения ФЭП на основе Ge более устойчивы к пайке при высоких температурах.
Выполнение комплекса экспериментальных исследований позволит:
1. разработать узкополосные ФЭП на основе германия,
2. оптимизировать рабочие параметры узкополосных ФЭП на основе GaSb,
3. увеличить долю эффективных преобразователей в технологической партии и воспроизводимость их свойств от процесса к процессу;
4. установить баланс между фотоэлектрическими и экономическими характеристиками ФЭП узкополосного излучения каждого типа и детализировать технологию их получения, в том числе для перспектив в серийном производстве.
В целом накопление знаний о возможностях узкополосных ФЭП создаёт платформу для практического применения преобразователей в системах беспроводной передачи энергии и автономного электроснабжения. Масштабы их применения значительны, но систематического исследования преобразования лазерного излучения германием в мировой практике не проводилось.
