vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 1101 10.31429/vestnik-22-3-51-55 Научная статья Original article Физика Physics Получение и исследование одно- и двухпереходных моделей рабочих переходов трёхкаскадных солнечных элементов Obtaining and studying one- and two-junction models of three-stage solar cell work transitions https://orcid.org/0009-0004-7135-4030 Дубинина К.С. Дубинина Кристина Сергеевна Dubinina Kristina S. DubininaKk@yandex.ru

инженер-физик 2 категории АО «Сатурн», младший научный сотрудник Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН, аспирантка кафедры теоретической физики и компьютерных технологий Кубанского государственного университета

 Скачкова Л.Н. Скачкова Лариса Николаевна Skachkova Larisa N. L.n.skachkova@mail.ru

ведущий инженер-физик АО «Сатурн»

 АО «Сатурн»; Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН; Кубанский государственный университетSaturn JSC; Ioffe Institute; Kuban State University АО «Сатурн»Saturn JSC 22 09 2025 22 3 51 55 29 05 2025 12 08 2025 22 09 2025 Copyright (c) 2025 Дубинина К.С., Скачкова Л.Н. 2025 Дубинина К.С., Скачкова Л.Н. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Рассмотрен метод исследования отдельных субэлементов в многокаскадном солнечном элементе. Получены одно- и двухпереходные солнечные элементы с рабочими переходами, соответствующими переходам трёхкаскадного солнечного элемента со структурой GaInP/GaAs/Ge, выращенного методом МОС-гидридной эпитаксии. Измерены вольтамперные характеристики, а также спектральные характеристики внешней квантовой эффективности. Выяснено, что спектральная чувствительность перехода GaAs для двухкаскадного СЭ в коротковолновой области оказывается выше по сравнению с трёхкаскадным СЭ. Явление, выявленное в результате анализа полученных данных, требует дальнейшего исследования.

A method for studying individual subcells in a multi-junction solar cell is considered. Single- and double-junction solar cells with operating junctions corresponding to those of a triple-junction solar cell with a GaInP/GaAs/Ge structure grown by the MOCVD method have been obtained. The current-voltage characteristics, as well as the spectral characteristics of the external quantum efficiency, were measured. It was found that the spectral sensitivity of the GaAs junction for a two-junction solar cell in the shortwave region is higher than for a three-junction solar cell. The phenomenon revealed as a result of the analysis of the obtained data requires further investigation.

 многокаскадный солнечный элемент МОС-гидридная эпитаксия вольтамперная характеристика внешняя квантовая эффективность плотность тока короткого замыкания multi-junction solar cell metalorganic vapour-phase epitaxy current-voltage characteristic external quantum efficiency short-circuit current density Скачков, А.Ф., Нестеренко, И.И., Скачкова, Л.Н, Кулевой, Т.В., Столбунов, В.С., Влияние облучения потоками протонов на электрические параметры трехкаскадного солнечного элемента GaInP/GaAs/Ge. Материалы всерос. научно–тех. конф. "Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость–2019"", 2019, № 22, с. 47–48. Philips, S.P., Dimroth, F., Bett, A.W., High-efficiency III–V multijunction solar cells. Practical handbook of photovoltaics, 2013, pp. 417–440. DOI: 10.1016/b978-0-12-385934-1.00013-1 Kawabata, R.M.S., Costa, E.W., Pinto, L.D., Jakomin, Pires, R.M.P., Micha, D.N., Souza, P.L., III-V Solar Cells. Journal of integrated circuits and systems, 2022, no. 2, pp.1–10. DOI: 10.29292/jics.v17i2.618 Geisz, J.F., Kurtz, S.R., Wanlass, M.W., Ward, J.S., Duda, A., Friedman, D.J., Olson, J.M., McMahon, W.E., Moriarty, T.E., Kiehl, J.T., Romero, M.J., Norman, A.G., Jones, K.M., Inverted GaInP/(In)GaAs/InGaAs Triple-junction solar cells with low-stress metamorphic bottom junctions. Conference Record of the IEEE Photovoltaic Specialists Conference, 2008, pp. 1–5. DOI: 10.1109/PVSC.2008.4922452 Богатов, Н.М., Нестеренко, И.И., Скачков А.Ф., О проблемах создания четырёхкаскадных солнечных элементов с согласованной кристаллической решёткой. Экологический вестник научных центров Черноморского экологического сотрудничества, 2017, №4, с. 74–80. EDN: ZXPYNT Дубинина, К.С., Скачкова, Л.Н., Олейник, В.В., Скачков, А.Ф., О результатах испытаний трёхкаскадных солнечных элементов GaInP/GaAs/Ge, изготовленных на германиевой подложке отечественного производства, на воздействие потоками протонов с энергией 20 МэВ. Тезисы докладов 26-й Всероссийской научно-технической конференции "Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость-2023"", 2023, № 26, с. 27–28. Skachkov, A.F., Optimization of the structure of a GaInP/GaAs/Ge triple–junction solar cell with an Al0,1Ga0,9As/Al0,8Ga0,2As integrated bragg reflector. Avtometriya, 2014, no.4, pp. 122–126. DOI: 10.3103/S8756699014040165 Скачков, А.Ф., Нестеренко, И.И., О разработке четырехкаскадных солнечных элементов с согласованной кристаллической решеткой. Материалы молодежной конф. "Новые материалы и технологии в ракетно-космической и авиационной технике", 2016, №13, с. 178–181. Olson, J.M., Friedman, D.J., Kurtz, S., High-efficiency III–V multijunction solar cells. Handbook of photovoltaic science and engineering, 2003, pp. 359–411. DOI: 10.1016/B978-0-12-385934-1.00013-1 Скачкова, Л.Н., Дубинина, К.С., Нестеренко, А.В., Малышева Н.Г., О методах анализа электрических параметров солнечных элементов. Сборник тезисов V научно-технической конференции "Космическая энергетика 2024", 2024, № 5, с. 33–35.