Способ повышения эффективности работы преобразователей электромагнитного излучения, в частном случае солнечного, заключается в создании геометрических структур, в частности фоклинов или их комбинаций в виде фракталов, из пластин преобразователей или на поверхности этих пластин. Технический результат повышения кпд на 30% достигается посредством концентрации электромагнитного излучения на поверхности пластин преобразователей за счет переотражения излучения от стенок преобразователей.
Микрорельеф на поверхности кремния (100) можно получить при анизотропном травлении монокристаллической пластины кремния (удаление кремния вдоль определенных кристаллографических направлений) в водном растворе гидрата окиси щелочного металла. Микрорельеф представляет собой полиэдры травления в виде правильных тетрагональных пирамид с боковыми гранями (111), являющимися естественными поверхностями монокристалла и углом при вершине в 70,5о. Такая поверхность, называемая текстурированной, имеет значительно более низкий коэффициент отражения солнечного излучения во всем видимом диапазоне длин волн. В настоящее время большинство промышленно выпускаемых солнечных элементов на поликристаллическом кремнии имеют рабочую текстурированную поверхность.Если поверхность кристаллического кремния выровнять относительно расположения атомов, то она будет состоять из пирамид.Для повышения эффективности ФЭП солнечной энергии широко применяется операция текстурирования, заключающаяся в формировании на их поверхности (фронтальной или тыльной) геометрического рельефа. При этом существенно (до единиц процентов) уменьшается коэффициент отражения света от поверхности прибора, более эффективно используется инфракрасная часть солнечного спектра за счет увеличения длины пробега длинноволновых фотонов в базовой области, снижаются рекомбинационные потери вследствие уменьшения толщины базы и др.Как показано в работе [8], вероятность поглощения фотона возрастает за счет увеличения его пути от значения 2d (толщина базы) в плоскопараллельной кремниевой структуре с зеркальной тыловой поверхностью до значения 4nr2d - в текстурированной, где nr – показатель преломления. Поэтому внутренний квантовый выход фототока во втором случае будет определяться уравнением Яблоновича [9].Предлагаемое решение включает в себя расположенные навстречу друг другу под углом (011) кремниевые пластины, направленные раструбом в сторону источника света.
Изобретение включает новый подход к увеличению эффективности работы солнечных батарей за счёт увеличения средней длины свободного пробега фотона
