Термофотоелектричний перетворювач

Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до напівпровідникових фотоелектричних пристроїв і може використовува тися для перетворення інфрачервоного випромінювання в електрику. Відомі твердотільні фотоелектричні елементи для перетворення енергії світла в електричну енергію, що являють собою структури, що включають шари монокристалічного неорганічного напівпровідника, до якого підведені металеві контакти. У якості монокристалічного неорганічного напівпровідника використовують сполуки А2В 6, зокрема ZnS (UA 1191 С1). Однак дані елементи мають малу ефективність у процесі перетворення. Крім того, в даних матеріалах при збільшенні температури спостерігається деградація поверхневих шарів, що призводить до зниження к.к.д., а також руйнуванню перетворювача. Найбільш близьким технічним рішенням є напівпровідниковий фотоелектричний прилад, що являє собою леговану важкими металами напівпровідникову пластину з двома контактами, в якому для підвищення його чутливості напівпровідникова пластина має глибокі центри приліпання для носіїв струму, та принаймні один з електродів виконаний інжектуючим (АС СССР №652629). Однак даний прилад не може з достатньою ефективністю використовуватися для перетворення інфрачервоного випромінювання в електрику. Задачею винаходу є створення термофотовольтаїчного перетворювача, конструктивні особливості якого забезпечили б можливість підвищення чутливості до інфрачервоної області спектру, стійкості до великих градієнтів температур. Це досягається тим, що термофотовольтаїчний перетворювач, що являє собою леговану важкими металами напівпровідникову пластину принаймні з двома контактами, напівпровідникова пластина якого виконана з нітриду індію, а контакти з SnO2:In2O3. На відміну від прототипу, конструктивні особливості якого не дозволяють з достатньою ефективністю перетворювати енергію інфрачервоного випромінювання в електричну, відповідно до винаходу, застосування як напівпровідниковий матеріал нітриду індію дозволяє не тільки підвищити к.к.д. усього процесу, але і збільшити термін служби перетворювача завдяки більш високій термічній стійкості даного матеріалу. Запропонований термофотовольтаїчний перетворювач містить шар нітриду індію, нанесеного на підкладку сапфіра (Аl2О3) і контактів, виготовлених з SnO2:In2O 3. Для утворення р-n-переходу поверхневий (фронтальний) шар нітриду індію легований важкими металами. Для зменшення частки відбитих фотонів і додаткового захисту матеріалу від високої температури на поверхню може бути нанесене просвітлююче покриття. У даній конструкції опромінюється легована поверхня. Випромінювання з енергією hn , що відповідає ширині забороненої зони матеріалу Eg досягають р-n-переходу і створюють фотострум. Фотони з енергією, відмінною від Eg або поглинаються вдалині від p-n-переходу, або проходять шар матеріалу і відбиваються від тильної поверхні і не беруть участь у створенні фотострум у. Винахід може застосовуватися для створення систем прямого перетворення теплової енергії в електричну. Зокрема, для створення компактних генераторів, а також систем утилізації інфрачервоного випромінювання високотемпературних те хнологічних процесів.