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 1140 10.31429/vestnik-23-2-77-84 Научная статья Original article Физика Physics Создание эталонного солнечного элемента для датчика контроля условий измерений: оптимизация двухслойного просветляющего покрытия Creation of a reference solar cell for a sensor monitoring measurement conditions: optimization of a two-layer antireflection coating 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"

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

ведущий инженер-физик АО "Сатурн"

 Нестеренко А.В. Нестеренко Александр Владимирович Nesterenko Aleksandr V. nesterenkoa@saturn-kuban.ru

инженер-физик 1 категории АО "Сатурн"

 АО "Сатурн"Saturn JSC 24 06 2026 23 2 77 84 20 03 2026 01 06 2026 24 06 2026 Copyright (c) 2026 Дубинина К.С., Скачкова Л.Н., Нестеренко А.В. 2026 Дубинина К.С., Скачкова Л.Н., Нестеренко А.В. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Предложен метод создания эталонного солнечного (СЭ) элемента для датчика контроля условий измерений на основе трёхкаскадного СЭ. Целью данной работы является получение эталонного СЭ с первоначальной согласованной по плотностям токов верхнего и среднего каскадов структурой GaInP/GaAs/Ge. Путём оптимизации толщин слоёв двухслойного просветляющего покрытия были получены семь образцов, для каждого из которых были измерены спектры отражения, а также спектральные характеристики внешней квантовой эффективности. Были определены толщины слоёв просветляющего покрытия TiO2/Al2O3, при которых СЭ удовлетворяет требованиям, предъявляемым к эталонным СЭ на основе трёхкаскадных структур. Выявлено влияние на характеристики СЭ толщин слоёв TiO2 и Al2O3.

A method for creating a reference solar cell (SC) for a sensor for monitoring measurement conditions based on a triple-junction SC is proposed. The purpose of this work is to obtain a reference SC with an initial GaInP/GaAs/Ge structure consistent with the current densities of the upper and middle junctions. By optimizing the thicknesses of the layers of the two-layer antireflection coating, seven samples were obtained, for each of which the reflection spectra were measured, as well as the spectral characteristics of the external quantum efficiency. The thicknesses of the TiO2/Al2O3 antireflection coating layers were determined, at which the SC meets the requirements for reference SC based on triple-junction structure. The influence of TiO2 and Al2O3 layer thicknesses on the SC characteristics has been revealed.

 многопереходный солнечный элемент эталонный солнечный элемент датчик контроля условий измерений просветляющее покрытие multi-junction solar cell reference solar cell sensor for monitoring measurement conditions antireflection coating Емельянов, В.М., Минтаиров, С.А., Калюжный, Н.А., Лантратов, В.М., Внешний квантовый выход фотоответа каскадных солнечных элементов. Научно-технические ведомости СПбГПУ, 2009, № 2, с. 14–23. Богатов, Н.М., Нестеренко, И.И., Скачков А.Ф., О проблемах создания четырёхкаскадных солнечных элементов с согласованной кристаллической решёткой. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2017, № 4, с. 74–80. Дубинина, К.С., Скачкова, Л.Н., Получение и исследование одно- и двухпереходных моделей рабочих переходов трёхкаскадных солнечных элементов. Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества, 2025, № 3, с. 51–55. DOI: 10.31429/vestnik-22-3-51-55 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. Радиационная стойкость электронных систем "Стойкость-2023": Тезисы докладов 26-й Всероссийской научно-технической конференции, 2023, № 26, с. 27–28. Freundlich, A., Alemu, A., Multi quantum well multijunction solar cell for space applications. Physica Status Solidi (C), 2005, no. 8, pp. 2978–2981. DOI: 10.1002/pssc.200460720 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, no. 33, pp. 1–5. DOI: 10.1109/PVSC.2008.4922452 Алфёров, Ж.И., История и будущее полупроводниковых гетероструктур. Физика и техника полупроводников, 1998, № 26, с. 3–18. Karmalawi, A.M., Characterization, traceability, and uncertainty estimation of reference solar panel module measurements using pulsed solar simulators and reference solar cells. ACTA IMEKO, 2023, iss. 3, pp. 1–9. DOI: 10.21014/actaimeko.v12i3.1525 Колтун, М.М., Оптика и метрология солнечных элементов. Москва, Наука, 1985. Vosylius, Z., Antonovic, D., Novickovas, A., Gaubas, E., Tamosiunas, V., Rational selection of light sources for LED-based solar simulators. Solar Energy, 2023, vol. 265, pp. 1–11. DOI: 10.1016/j.solener.2023.112064 Reichmuth, S.K., Siefer, G., Schachtner, M., Mühleis, M., Hohl-Ebinger, J., Glunz, S.W., Measurement Uncertainties in I–V Calibration of Multi-junction Solar Cells for Different Solar Simulators and Reference Devices. Journal of Photovoltaics, 2020, vol. 10, iss. 4, pp. 1076–1083. DOI: 10.1109/JPHOTOV.2020.2989144 Eghbali, A., Karh, P., Ikonen, E., Kroger, I., Results of an interlaboratory comparison of adapted reference solar cells among nine metrological institutes. Results in Engineering, 2026, vol. 30, pp. 1–13. DOI: 10.1016/j.rineng.2026.110740 Olson, J.M., Friedman, D.J., Kurtz, S., High-efficiency III–V multijunction solar cells. In Luque, A., Hegedus S. (eds), Handbook of photovoltaic science and engineering, 2003, pp. 359–411. DOI: 10.1002/0470014008.ch9 Минтаиров, М.А., Евстропов, В.В., Минтаиров, С.А., Тимошина, Н.Х., Шварц, М.З., Калюжный, Н.А., Оценка потенциальной эффективности многопереходного солнечного элемента при предельном балансе фотогенерированных токов. Физика и техника полупроводников, 2015, № 49, с. 682–687. Guojiao, H., Garcia, I., Rey-Stolle, I., High-Low Refractive Index Stacks for Broadband Antireflection Coatings for Multijunction Solar Cells. Solar Energy, 2021, vol. 217, pp. 29–39. DOI: 10.1016/J.SOLENER.2021.01.060