В работе выполнены расчеты и применены технологические решения для метода МОСГФЭ, позволившие не только повысить эффективность AlGaAs/GaAs ФП (до 62%), но и поддерживать высокий КПД (≥56%) при рекордных (относительно мирового уровня) плотностях энергии падающего лазерного излучения (ЛИ) до 0,5 кВт/см²:

• увеличено выходное напряжение ФП за счет размещения области пространственного заряда p-n гетероперехода в широкозонном слое;
• разработана технология внедрения тыльного отражателя и «переноса« гетероструктуры на опорную подложку с образованием монолитной структуры ФП ЛИ (рис. 1), что обеспечило повышение фоточувствительности на целевой длине волны ЛИ λ = 800-860 нм);
• рассчитаны и исключены потенциальные барьеры для неосновных носителей заряда;
• рассчитана и реализована конструкция фронтальной контактной системы с высокой плотностью полосковых контактов для приема-преобразования сверхмощного ЛИ. В итоге по сравнению даже с наиболее эффективными на сегодняшний день устройствами на основе гетероперехода AlGaAs/GaAs, максимальный КПД достигается при плотностях световой мощности на порядок выше, а КПД ~60% (рис. 2) сохраняется вплоть до значений мощности 0,5 кВт/см², что в два раза выше, чем у лучших аналогов.

Публикации

1. [1] N.A. Kalyuzhnyy et. al., Sol. Energy Mater. Sol. Cells, v.262, 2023, ArtNo: #112551.