1. Роль и значение электроники

Электроника — это область науки и техники, изучающая теорию работы и практическое использование полупроводнико­вых и электровакуумных приборов в различных электронных устройствах и системах.

Во всех электронных приборах осуществляется преобразова­ние либо одного вида электрического тока в другой (постоянно­го — в переменный и наоборот), либо одного вида энергии в дру­гую (например, электрической в световую и наоборот) за счет управления потоком заряженных частиц.

Классификация электронных приборов

Полупроводниковыми называют приборы, действие которых основано на использовании свойств полупроводников. В этих приборах электронные процессы происходят либо на границе двух полупроводников с разными типами электропроводности или на границе полупроводника с металлом, либо в объеме полу­проводника.

Электровакуумными называют приборы, действие которых основано на прохождении электрического тока за счет движения электронов между электродами через вакуум или газ.

По виду преобразования энергии различают электропреобра­зовательные, фотоэлектронные и электронно-оптические приборы.

Электропреобразовательные приборы преобразуют один вид электрической энергии в другой ее вид.

Фотоэлектронные приборы преобразуют энергию оптического излучения (световую) в электрическую, а электронно-оптические, наоборот, — электрическую в энергию оптического излучения.

По назначению электропреобразовательные приборы подраз­деляют на выпрямительные, усилительные и генераторные.

Выпрямительные приборы преобразуют переменный ток про­мышленной частоты в постоянный ток, а также осуществляют детектирование высокочастотных колебаний в радиотехнике.

Усилительные приборы предназначены для увеличения мощ­ности электрических колебаний различной частоты, а также постоянного тока.

2. Все вещества по электрическим свойствам делят на три группы: проводники, полупроводники и диэлектрики.

По величине удельной электрической проводимости полупро­водники занимают промежуточное положение между проводника­ми и диэлектриками.

3.

4.

Электропроводность полупроводников в сильной степени зависит от присутствия даже ничтожного количества примесей.

При образовании кристалла каждый атом, находясь в узле кристаллической решет­ки, создает связи с четырьмя соседними атомами. Каждая связь образуется парой валентных электронов (одним — от данного атома и другим — от соседнего) и называется ковалентной.

При отсутствии примесей и температуре абсолютного нуля в кристалле полупроводника все валентные электроны находятся в ковалентных связях атомов, так что свободных электронов нет. В этом случае кристалл не может проводить электрический ток и является идеальным диэлектриком.

Те электроны кова­лентных связей, которые получают тепловую энергию, равную или превышающую ширину запрещенной зоны на опреде­ленную величину, отрываются и уходят из связей. Они стано­вятся свободными (рис. 1.4, а) и могутперемещаться по кристал­лу между узлами решетки. Свободный электрон является под­вижным носителем отрицательного заряда.

5. Появление свободного электрона сопровождается разрывом ковалентной связи и образованием в этом месте так называемой дырки. Дырка проводимости, или просто дырка, — это место в ковалентной связи, не занятое электроном.

Перемещение дырки сопровождается передвижением положительного заряда, поэтому дырку можно рассматривать как частицу, являющуюся подвижным носителем положительного заряда.

Свободные электроны движутся в пространстве между узла­ми кристаллической решетки, а дырки — по ковалентным связям, поэтому подвижность отрицательных носителей заряда больше, чем положительных.

Процесс образования пары свободный электрон — дырка называют генерацией пары носителей заряда. Свободный электрон, совершая хаотическое движение, может заполнить дырку в ковалентной связи; разорванная ковалентная связь восстанавливается, а пара носителей заряда — электрон и дырка — исчезает: происходит рекомбинация носителей заряда противоположных знаков. Этот процесс сопровождается выде­лением избыточной энергии в виде тепла или света.

Оба процесса — генерация пар носителей заряда и их реком­бинация — в любом объеме полупроводника происходят одно­временно. Соответствующая концентрация носителей заряда устанавливается из условия динамического равновесия, при котором число вновь возникающих носителей заряда равно числу рекомбинирующих.

6. За счет введения примеси можно значительно улучшить электропровод­ность полупроводника, создав в нем существенное преобладание одного какого-либо типа подвижных носителей заряда — дырок или электронов.

В зависимости от валентности атомов примеси получают полупроводники с преобладанием либо электронной электропроводности, либо дырочной.

Примесь вводится в очень малом количестве — один атом примеси на атомов

исходного полупроводника. При этом атомная кристаллическая решетка не нарушается.

При введении в четырехвалентный полупроводник, например кристалл кремния или германия, примеси пятивалентного хими­ческого элемента — мышьяка, сурьмы, фосфора — атомы при­меси замещают атомы исходного вещества в некоторых узлах кристаллической решетки (рис. 16, а). Четыре валентных элект­рона атома примеси создают ковалентные связи с четырьмя соседними атомами исходного полупроводника, а пятый электрон, не занятый в связи,

оказывается избыточным и легко отрывается от атома. Примесь, атомы которой отдают электроны, называют донорной.

Рис. 1.6. Появление свободного электрона при введении донорной примеси (а) и энергетическая диаграмма полу­проводника n-типа (б)

Полупроводник, обладающий преимущественно электронной электропроводностью, называют полупроводником п-типа.

При введении в кристалл кремния или германия примеси трехвалентного химического элемента, например индия, алюми­ния, бора или галлия, атом примеси, войдя в узел кристалличе­ской решетки, образует своими тремя валентными электронами только три ковалентные связи с соседними атомами четырех­валентного полупроводника (рис. 1.7, а). Для четвертой связи у него не хватает одного электрона; она оказывается незаполнен­ной, т.е. создается дырка.

Примесь, атомы которой захватывают электроны соседних атомов, называют акцепторной.

Полупроводник с преобладанием дырочной электропроводно­сти называют полупроводником р-типа.

Рис. 1.7. Появление дырки при введении акцепторной примеси (а) и энергетическая диаграмма полупроводника р-типа (б)

7.Электрический ток может возникнуть в полупроводнике только при направленном движении носителей заряда, которое создается либо под воздействием электрического поля (дрейф), либо вслед­ствие неравномерного распределения носителей заряда по объему кристалла (диффузия).

Направленное движение носителей заряда под действием сил электрического поля называют дрейфом, а вызванный этим движением ток — дрейфовым током.

Направленное движение носителей заряда из слоя с более высокой их концентрацией в слой, где концентрация ниже, назы­вают диффузией, а ток, вызванный этим явлением, — диффузи­онным током.

8. Электронно-дырочный переход, или, сокращенно, р-п пере­ход, — это тонкий переходный слой в полупроводниковом мате­риале на границе между двумя областями с различными типами электропроводности: одна — n-типа, другая — р-типа. Попадая в n-область, дырки рекомбинируют с электронами, и по мере их продвижения вглубь концентрация дырок уменьшается. Анало­гично электроны, углубляясь в р-область, постепенно рекомби­нируют там с дырками, и концентрация их уменьшается.

Уход основных носителей заряда из слоев вблизи границы в соседнюю область оставляет в этих слоях не скомпенсированный неподвижный объемный заряд ионизированных атомов примеси: уход электронов — положительный заряд ионов доноров в п-об­ласти, а уход дырок — отрицательный заряд ионов акцепторов в р-области . В результате образования по обе стороны границы между р- и n-областями неподвижных зарядов противоположных знаков в р-n переходе создается внутреннее электрическое поле, на­правленное от n-области к р-области. Это поле препятствует дальнейшей диффузии основных носителей заряда через гра­ницу, являясь для них так называемым потенциальным барье­ром.

9. Внешнее напряжение, подключенное плюсом к р-области, а минусом к области, называют прямым напряжением .Полярность внешнего напряжения противоположна по­лярности контактной разности потенциалов U_K, поэтому элект­рическое поле, созданное на переходе внешним напряжением направлено навстречу внутреннему электрическому полю. В ре­зультате этого потенциальный барьер понижается. При увеличении внешнего прямого напряжения до потенциальный барьер исчезает,

Дальнейшее увеличение

приводит к свободной диффузии основных носителей заряда из своей области в область с противоположным типом электро­проводности. В результате этого через р-п переход по цепи по­течет сравнительно большой ток, называемый прямым током , который с увеличением прямого напряжения растет.

Введение носителей заряда через электронно-дырочный пере­ход из области, где они являются основными, в область, где они являются неосновными, за счет снижения потенциального барь­ера называют инжекцией.

10. Обратным напряжением называют внешнее напряжение, полярность которого совпадает с полярностьюконтактной раз­ности потенциалов; оно приложено плюсом к n-области, а мину­сом— к р-области. При этом потенциальный барьер возрастает; под действием электрического поля, созданного внеш­ним напряжением, основные носители заряда будут отходить от р-п перехода. Соответственно расширяются слой.

Рис. 1.10. Электронно-дырочный пер — схема включения; б

еход при обратном напряжении: потенциальный барьер

Ток, протекающий через р-п пере­ход при обратном напряжении, называют обратным током

11. Вольт-амперная характеристика р-п перехода представляет собой зависимость прямого тока от прямого напряжения и об­ратного тока от обратного напряжения. Эта характе­ристика имеет две ветви: прямую, расположенную в первом квад­ранте графика, и обратную — в третьем квадранте.

Рис. 1.11. Вольт-амперная характеристика р-п перехода и влияние темпера­туры на прямой и обратный токи (а); виды пробоя р-п перехода (б): 1 — ла­винный пробой; 2 — туннельный пробой; 3 — тепловой пробой; энергетическая диаграмма, иллюстрирующая туннельный пробой (в)

Повышение обратного напряжения до определенного значения, называемого напряжением пробоя приводит к пробою электронно-дырочного перехода, т. е. к резкому уменьшению обратного со­противления и, соответственно, росту обратного тока.

Свойство р-п перехода проводить электрический ток в одном направлении значительно больший, чем в другом, называют од­носторонней проводимостью.

12. Пробоем р-п перехода называют, как было сказано, резкое уменьшение обратного сопротивления, вызывающее значительное увеличение тока при достижении обратным напряжением крити­ческого для данного прибора значения U_{обр.проб.}.Пробой р-п пере­хода происходит при повышении обратного напряжения вследст­вие резкого возрастания процессов генерации пар свободный электрон — дырка. В зависимости от причин, вызывающих до­полнительную интенсивную генерацию пар носителей заряда, пробой может быть электрическим и тепловым. Электрический пробой в свою очередь делится на лавинный и туннельный.

Лавинный пробой — электрический пробой р-п перехода, вы­званный лавинным размножением носителей заряда под действием сильного электрического поля. Он обусловлен ударной ионизацией атомов быстро движущимися неосновными носите­лями заряда. Движение этих носителей заряда с повышением обратного напряжения ускоряется электрическим полем в облас­ти р-п перехода. При достижении определенной напряженности электрического поля они приобретают достаточную энергию, что­бы при столкновении с атомами полупроводника отрывать ва­лентные электроны из ковалентных связей кристаллической ре­шетки. Таким образом, процесс генерации дополнительных неосновных носителей заряда лавинообразно нарастает.

Туннельный пробой — это электрический пробой р-п перехода, вызванный туннельным эффектом. Он происходит в результате непосредственного отрыва валентных электронов от атомов кри­сталлической решетки полупроводника сильным электрическим полем.

Оба вида электрического пробоя, как лавинного, так и тун­нельного, не разрушают р-п переход и не выводят прибор из строя. Процессы, происходящие при электрическом пробое, об­ратимы: при уменьшении обратного напряжения свойства при­бора восстанавливаются.

13.Тепловой пробой вызывается недопустимым перегревом р-п перехода, в результате которого происходит интенсивная генера­ция пар носителей заряда — разрушение ковалентных связей за счет тепловой энергии. Этот процесс развивается лавинообраз­но, поскольку увеличение обратного тока за счет перегрева при­водит к еще большему разогреву и дальнейшему росту обрат­ного тока.

Тепловой пробой носит обычно локальный характер: из-за неоднородности р-п перехода может перегреться отдельный его участок, который при лавинообразном процессе будет еще силь­нее разогреваться проходящим через него большим обратным током. В результате данный участок р-п перехода расплавляется; прибор приходит в негодность.

14. Полупроводниковым диодом называют полупроводниковый прибор с одним р-п переходом и двумя выводами.

15. Если к ди­оду подвести переменное напряжение (рис. 1.15), то в течение одного полупериода, когда на аноде положительная полуволна, на р-п переходе действует прямое напряжение. При этом сопро­тивление диода мало; через него протекает большой прямой ток. В следующий полупериод полярность напряжения на диоде ме­няется на обратную. Его сопротивление значительно увеличи­вается; через него проходит очень малый обратный ток.

Практически ток через нагрузку проходит только в одном направлении, поскольку обратным током по сравнению с пря­мым можно пренебречь. Таким образом происходит выпрямле­ние, т. е. преобразование переменного тока в постоянный по на­правлению (пульсирующий).

Вольт-амперная характеристика диода представляет собой за­висимость тока от величины и полярности приложенного на­пряжения. Ее вид определяется вольт-амперной характеристикой р-п перехода.

16.

17. Основными параметрами выпрямительных диодов являются: прямое напряжение '' — значение постоянного напряжения на диоде при заданном прямом токе;

обратный ток — значение постоянного тока, протекающего через диод в обратном направлении при заданном обратном напряжении;

сопротивление диода в прямом направлении

оно составляет единицы и десятки ом;

сопротивление диода в обратном направлении

оно составляет единицы мегаом;

дифференциальное сопротивление диода — отношение приращения напряжения на диоде к вызвавшему его малому приращению тока

18.Стабилитроном называют полупроводниковый диод, напряже­ние на котором слабо зависит от проходящего тока. Стабилитро­ны предназначены для стабилизации напряжения. Принцип действия стабилитрона основан на использовании свойства р-п перехода при электрическом пробое сохранять прак­тически постоянную величину напряжения в определенном диа­пазоне изменения обратного тока. Как было сказано при рас­смотрении видов пробоя р-п перехода, электрический пробой яв­ляется обратимым процессом и не приводит к выходу диода из строя при условии, что ток не превышает максимально допусти­мой величины.

Параметрами стабилитрона являются:

напряжение стабилизации — напряжение на стабилитроне при заданном токе стабилизации оно практически равно на­пряжению пробоя;

минимальный ток стабилизации — наименьший ток, при котором сохраняется устойчивое состояние пробоя; поскольку необходимо получение малого значения стабилитроны из­готовляют из кремния;

максимальный ток стабилизации— наибольший ток, при котором мощность, рассеиваемая на стабилитроне, не превы­шает максимально допустимого значения Р_макс;

превышение приводит к тепловому пробою р-п перехода и выходу из строя стабилитрона;

дифференциальное сопротивление — отношение прираще­ния напряжения стабилизации к вызвавшему его малому при­ращению тока определяется в рабочей точке Р и характеризует точность стабилизации; чем оно меньше, тем лучше осуществляется ста­билизация;

статическое сопротивление — сопротивление стабилитро­на в рабочей точке при постоянном токе:

температурный коэффициент напряжения показывает из­менение в процентах напряжения стабилизации при изменении температуры окружающей среды на 1 °С.

19.

Рис. 1.18. Условное графическое обозначение (а), вольт-амперная характеристика (б) и схема включе­ния (в) кремниевого стабилитрона

20.

Импульсным диодом называют полупроводниковый диод, ко­торый имеет очень малую длительность переходных процессов при переключении с прямого напряжения на обратное (и наобо­рот) и предназначен для работы в импульсных схемах в качестве электронного ключа.

Например, на диоде действует прямое напряжение; сопротивление его мало. Из р-области через р-n переход инжекти­руются в n-область дырки; в результате этого их концентрация в n-области у границы возрастает. В момент переключения на­пряжения на обратное это скопление дырок под действием элект­рического поля, созданного обратным напряжением, начнет пере­брасываться обратно в р-область; за счет этого возникает им­пульсный скачок обратного тока (рис. 19,6). Постепенно кон­центрация дырок в n-области будет убывать.

21. Другой путь достижения высокого быстродействия — это при­менение диодов Шоттки, изготовленных на основе электрического перехода металл-полупроводник. Рассмотрим его свойства на примере контакта металла с полупроводником n-типа. Свободные электроны могут выйти за пределы металла или полу­проводника, только преодолев силы притяжения к положитель­ным ионам кристаллической решетки. Затраченная на это работа совершается электроном за счет сообщения ему дополнительной энергии (например, тепловой) и называется работой выхода Если работа выхода из металла больше, чем из полупровод­ника то при образовании контакта металл-полупроводник свободные электроны из n-полупроводника начнут под действиембольших сил притяжения переходить в металл.

Между отрицательным зарядом металла и положительным зарядом доноров на границе создается внутреннее электрическое поле и образуется потенциальный барьер, называемый барьером Шоттки.

Если подвести внешнее напряжение плюсом к металлу, а ми­нусом к полупроводнику, то внешнее электрическое поле будет направлено навстречу внутреннему, потенциальный барьер сни­зится, ширина обедненного слоя и его сопротивление уменьшат­ся, через контакт потечет большой прямой ток. При обратном включении внешнего источника потенциальный барьер возрастет, ширина и сопротивление обедненного слоя увеличатся, а в цепи потечет малый обратный ток. Импульсный диод с барьером Шоттки имеет значительно меньшую длительность переходных процессов, чем диод с р-п пе­реходом, так как в нем нет инжекции неосновных носителей заряда в базу, поэтому не затрачивается время на накопление и расса­сывание зарядов.

22. Туннельным диодом называют полупроводниковый диод, ос­нованный на туннельном эффекте, при котором прямая ветвь вольт-амперной характеристики имеет падающий участок с от­рицательным сопротивлением. Для получения этого эффекта необходимо, чтобы энергетические диаграммы полупроводников р- и п-типа сдвигались по вертикали относительно друг друга в слое р-п перехода.В результате этого энергетические зоны р-области располагаются выше соответствующих зон п-об­ласти, так что нижняя часть зоны проводимости п-области и верхняя часть валентной зоны р-области по горизонтали находят­ся на одном уровне и разделены очень узкой запрещенной зоной. При этом носители заряда легко могут переходить из валентной зоны р-области в зону проводимости n-области и обратно.

Равно­весие нарушается, больше электронов переходит из п-области в р-область, появляется туннельный прямой ток, который при уве­личении до некоторого значения растет (участок вольт-ам­перной характеристики 0—1). В точке 1 ток достигает максиму­ма и называется пиковым током туннельного диода С даль­нейшим увеличением и сдвигом вниз диаграммы р-области туннельный ток уменьшается (участок 1—2).

В точке 2 ток достига­ет минимума и называется током впадины Падающий участок 1—2 характеризуется отрицательным дифференциальным сопро­тивлением означающим, что увеличению прямого напряжения соответствует уменьшение прямого тока.

В точке 2 туннельный эффект исчезает, так как запрещенные зоны обеих областей располагаются на одном уровне и слива­ются в одну сквозную зону. Дальнейшее увеличение прямого напряжения приводит к росту прямого тока за счет диффузии основных носителей заряда, преодолевающих снижающийся по­тенциальный барьер, как в обычном диоде (участок 2—3).

23. Варикап — полупроводниковый прибор, действие которого ос­новано на использовании зависимости емкости от обратного на­пряжения. Он предназначен для применения в качестве элемента с электрически управляемой емкостью.

Рис. 1.22. Зависимость барь­ерной емкости от обратного напряжения (а) и условное графическое обозначение ва­рикапа (б)

При рассмотрении свойств р-п перехода говорилось, что его барьерная емкость уменьшается с увеличением обратного на­пряжения (рис. 1.22,а). Поэтому варикап работает при обрат­ном напряжении на р-п переходе. Варикапы изготовляются на основе кремния и используются в электронных схемах в качестве переменной емкости. Например, для автоматической подстройки частоты, частотной модуляции.

24. Варисторами называются резисторы, сопротивление которых из­меняется в зависимости от приложенного напряжения. Для изготовления варисторов применяют порошкообраз­ный карбид кремния. Варисторы бывают стержневые и дисковые .

Каждый варистор характеризуется величиной падения напряже­ния на нем при протекании определенного тока. Имеет значение также величина допустимого импульсного (кратковременного) напряжения. Важным показателем работы варистора является коэффициент нелинейности β Ориентировочно можно считать, что чем больше β, тем более резко изменяется сопротивление варистора при изменении напряжения.

Маркировка варисторов. Буквы и цифры вобозначении варисторов расшифровываются следующим образом. СЙ — сопротивле­ние нелинейное, далее цифра, указывающая применяемый материал, вторая цифра — конструкция (1—стержневая, 2 — дисковая), третья цифра — порядковый номер разработки, число в конце — на- лояжение. Напоимео: СН1-1-1-1500 — сопоставление нелинейное.

25) Терморезисторами называются резисторы, сопротивление кото­рых резко изменяется с изменением температуры. Основным пара­метром терморезистора является температурный коэффициент со­противления (ТКС) — величина, показывающая, на сколько процен­тов изменяется сопротивление резистора при изменении температу­ры на 1°С.

Постоянная времени терморезистора —- это величина, характеразующая его тепловую инерционность. Постоянную времени опреде­ляют следующим образом: нагревают терморезистор до 100 С, за­тем переносят в воздушную среду с температурой 0 С Время, в течение которого температура терморезистора понизится до 63 С, называется постоянной времени.Терморезисторы применяют в устройствах для измерений и ре­гулировки температуры, в электроизмерительных приборах, различ­ной аппаратуре теплового контроля. Для стабилизации работы транзисторных усилителей сейчас широко используют термисторы. Однако применение позисторов дает лучшие результаты.

26)

Фоторезисторы — полупроводниковые приборы, изменяющие свое активное сопротивление под действием падающего света. Для из­готовления фоторезисторов применяют сернистый или селенистый кадмий, спрессованный в круглую или прямоугольную таблетку, В некоторых типах тонкий слой полупроводника наносят на стеклян­ную пластинку. От полупроводникового слоя делают выводы во внешнюю цепь. Фоторезистор помещают в пластмассовый, металлический или металлостеклянный герметизированный корпус.

27. Полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи энергии

Фотоэлемент на основе мультикристаллического кремния

Наиболее эффективными, с энергетической точки зрения, устройствами для превращения солнечной энергии в электрическую являютсяполупроводниковые фотоэлектрические преобразователи (ФЭП)^{[источник не указан 865 дней]}, поскольку это прямой, одноступенчатый переход энергии. КПД производимых в промышленных масштабах фотоэлементов в среднем составляет 16%, у лучших образцов до 25%^[1]. В лабораторных условиях уже достигнут КПД 43,5 %^[2].

[Править]Физический принцип работы фотоэлемента

Преобразование энергии в ФЭП основано на фотоэлектрическом эффекте, который возникает в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного излучения.

Неоднородность структуры ФЭП может быть получена легированием одного и того же полупроводника различными примесями (созданиеp-n переходов) или путём соединения различных полупроводников с неодинаковой шириной запрещённой зоны — энергии отрыва электрона из атома (создание гетеропереходов), или же за счёт изменения химического состава полупроводника, приводящего к появлению градиента ширины запрещённой зоны (создание варизонных структур). Возможны также различные комбинации перечисленных способов.

Эффективность преобразования зависит от электрофизических характеристик неоднородной полупроводниковой структуры, а также оптических свойств ФЭП , среди которых наиболее важную роль играет фотопроводимость. Она обусловлена явлениями внутреннего фотоэффекта в полупроводниках при облучении их солнечным светом.

Основные необратимые потери энергии в ФЭП связаны с:

• отражением солнечного излучения от поверхности преобразователя,

• прохождением части излучения через ФЭП без поглощения в нём,

• рассеянием на тепловых колебаниях решётки избыточной энергии фотонов,

• рекомбинацией образовавшихся фото-пар на поверхностях и в объёме ФЭП,

• внутренним сопротивлением преобразователя,

• и некоторыми другими физическими процессами.

Для уменьшения всех видов потерь энергии в ФЭП разрабатываются и успешно применяется различные мероприятия. К их числу относятся:

• использование полупроводников с оптимальной для солнечного излучения шириной запрещённой зоны;

• направленное улучшение свойств полупроводниковой структуры путём её оптимального легирования и создания встроенных электрических полей;

• переход от гомогенных к гетерогенным и варизонным полупроводниковым структурам;

• оптимизация конструктивных параметров ФЭП (глубины залегания p-n перехода, толщины базового слоя, частоты контактной сетки и др.);

• применение многофункциональных оптических покрытий, обеспечивающих просветление, терморегулирование и защиту ФЭП от космической радиации;

• разработка ФЭП, прозрачных в длинноволновой области солнечного спектра за краем основной полосы поглощения;

• создание каскадных ФЭП из специально подобранных по ширине запрещённой зоны полупроводников, позволяющих преобразовывать в каждом каскаде излучение, прошедшее через предыдущий каскад, и пр.;

Также существенного повышения КПД ФЭП удалось добиться за счёт создания преобразователей с двухсторонней чувствительностью (до +80 % к уже имеющемуся КПД одной стороны), применения люминесцентно переизлучающих структур, предварительного разложения солнечного спектра на две или более спектральные области с помощью многослойных плёночных светоделителей (дихроичных зеркал) с последующим преобразованием каждого участка спектра отдельным ФЭП и т. д.