Operation of GaAs solar cells at high solar flux density

Davis, Robert J.; Knight, J.R.

doi:10.1016/0038-092x(75)90071-7

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“…Efficiencies of nearly 22 percent at I AM I sun have been reported [8], rising to over 23 percent at 10 suns. Gallium arsenide cells have been operated at up to 5000 suns [9] and have been over 19 percent efficient at 1700 suns [10].…”

Section: • Gaas Cellsmentioning

confidence: 99%

Novel Materials and Devices for Sunlight Concentrating Systems

Hovel

1978

IBM J. Res. & Dev.

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Photovoltaic conversion under concentrated sunlight is a highly promising technique that could make solar-electric power generation economically competitive with fossil fuel power generation by the mid-1980s. An economic analysis has been performed which demonstrates that solar cell efficiency, concentrator efficiency, and concentrator cost are the most important parameters in a concentrating photovoltaic system; solar cell cost is only of secondary importance (at least for Si solar cells). Six novel structures are described, including modified conventional Si cells, Ga ,_ Al xAs/GaAs devices, interdigitated cells, vertical and horizontal multijunction cells and "rnulticolor" devices.x

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Section: • Gaas Cellsmentioning

confidence: 99%

Novel Materials and Devices for Sunlight Concentrating Systems

Hovel

1978

IBM J. Res. & Dev.

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“…Des rendements voisins de 22 % sous un soleil (AMI) et 25 % sous 178 soleils ont été mesurés dans deux laboratoires différents [1,2]. D'autres cellules au GaAs ont fonctionné à des taux de concentration atteignant 1 000 soleils et davantage [3]; quelques-unes dépassent même 19 % de rendement sous 1 700 soleils [4].…”

Section: Classificationunclassified

“…L'épaisseur optimum permettant d'atteindre le rendement de conversion maximum pour S = 5 x 105 cm/s est trouvée voisine de 1 ym.En conclusion le modèle proposé ici est simple dans son emploi et permet rapidement de choisir, parmi plusieurs structures mises en compétition, celle qui aura le meilleur rendement. En contrepartie il surestime les valeurs des rendements, notamment en ne prenant pas en compte la génération-recombinaison dans la région de charge d'espace 3…”

unclassified

Cellules solaires au GaAlAs/GaAs à faible et fort niveaux de courant. Optimisation détaillée du rendement de conversion

Bourée

Therez

1980

Rev. Phys. Appl. (Paris)

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2014 L'étude proposée concerne l'optimisation du rendement des cellules au GaAlAs en fonction du niveau du courant, de la résistance série, de la température et en précise les limites dues aux différents paramètres physiques et technologiques. Une méthode détaillée de simulation numérique complète les résultats d'une étude classique des caractéristiques du fonctionnement des cellules solaires au GaAlAs/GaAs. L'analyse des principales propriétés photovoltaïques permet l'étude comparative des diverses structures. La théorie approfondie fait apparaître une modification des lois de conduction. Les valeurs des paramètres physiques qui rendent optimum le rendement de conversion à faible et fort niveaux de courant sont revues à partir de ces résultats. Les effets dus à l'élévation de la température, à la conduction non uniforme et aux distorsions des bandes d'énergie pour les dopages élevés sont développés.Abstract. 2014 The efficiency of GaAlAs solar cells is optimized with respect to the concentration ratio, series resistance and temperature. The proposed study describes the limitations yielded by the various physical and technological parameters. A detailed numerical analysis extends the results of a classical one for the GaAlAs/GaAs solar cell characteristics. The analysis of the main photovoltaïc properties leads to compare some structures with the others. The advanced theory shows a conduction law modification. Then, the physical parameter values which yield the maximum conversion efficiency at low and high current levels are reviewed. The effects of a temperature increase, a non-uniform conduction and the distortions of the energy bands at high doping densities are reported.Revue Phys. Appl. 15 (1980) 245-255 FÉVRIER 1980, PAGE

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“…Enfin, pour conclure, il faut signaler que, x et y étant connus, la valeur de la bande interdite peut être estimée de deux façons : e à l'aide de la relation approchée suivante, obtenue de la même façon que la relation (1) [9] : Egi (eV) = 1,92 + 0,23 x + 0,34 y + 0,01 xy 2e en se référant aux abaques de la référence [23] obtenues par une méthode d'interpolation plus sophistiquée. 4. Compensation des contraintes à l'interface.…”

Section: Le Coefficient De Diffusion D D'al Dansunclassified

“…Sous 1 700 soleils, des valeurs de n dépassant 19 % ont été mesurées [3]. Le bon fonctionnement jusqu'à 5 000 soleils a été rapporté [4]. Ces photopiles étaient réalisées par épitaxie en phase liquide (E.P.L.…”

unclassified

Incorporation de l'aluminium, du phosphore et du zinc dans les hétérojonctions AlxGa1-xPyAs 1-y-GaAs réalisées par épitaxie en phase liquide

Mayet

Gavand

Laugier

1979

Rev. Phys. Appl. (Paris)

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L'incorporation de phosphore (3,5 %) dans la fenêtre (Ga, Al)As des photopiles GaAs conçues pour fonctionner sous concentration élevée permet d'annuler, dans la zone de température de fonctionnement, l'écart de paramètre cristallin et les contraintes mécaniques à l'interface. On montre que cette compensation peut être obtenue sans créer, pendant l'élaboration (800, 900 C), de nouveaux défauts. Des profils de concentration en P, Al, Zn dans de simples hétérostructures réalisées par épitaxie liquide montrent que : 1) la concentration d'Al peut être maintenue constante ou bien peut créer un gradient de bande interdite favorable au rendement (104 eV m-1); 2) celle de P décroît de l'interface vers la surface (6 % par micron). Ceci est corrélé aux valeurs élevées du coefficient de partage déduit du diagramme de phase quaternaire ; 3) celle de l'accepteur Zn évolue de la même façon ; 4) le zinc diffuse dans le substrat sur quelques milliers d'angströms. Abstract.-The incorporation of small amounts of Phosphorus (3.5 %) in the GaAlAs-GaAs heterostructure solar cells for high concentration can cancel the room temperature lattice mismatch and the stress at the interface. This is obtained without creation of new defects at the growth temperature (900, 800 C). Concentrations profiles of P, Al, Zn in single liquid phase epitaxy heterostructures indicate :

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Operation of GaAs solar cells at high solar flux density

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Novel Materials and Devices for Sunlight Concentrating Systems

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Cellules solaires au GaAlAs/GaAs à faible et fort niveaux de courant. Optimisation détaillée du rendement de conversion

Incorporation de l'aluminium, du phosphore et du zinc dans les hétérojonctions AlxGa1-xPyAs 1-y-GaAs réalisées par épitaxie en phase liquide

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