GeAl thin films for selective solar absorbers

GeAl thin films prepared by simultaneous evaporation in high vacuum show plasma resonance adjustable between 1 and 3 μm. The relatively sharp change from high reflectivity at λ > λt to low reflectivity in connection with negligible transparency at λ < λt make them suitable for selectivity is solar absorbers especially at high working temperatures between 50 and 250 °C. The selectivity is about 25. Under AM 1 illumination and thermal isolation a stationary steady-state temperature of 280 °C is reached. This value is valid in the case of an additive antireflection coating adjusted for λ = 0.55 μm. The static and dynamic characteristic are given. The very high degree of degeneration of the p-type overdoped germanium thin films is characterised by the position of the Fermi level inside the valence band down to 0.7 eV. The resulting optical properties of the thin films are discussed. Thermoreflection measurements especially indicate the failure of the E′0 and E′0 + Δ0 interband transitions near 3.2 eV. Dunne GeAl-Aufdampfschichten, im Hochvakuum durch Simultanverdampfung hergestellt, besitzen die Plasmaresonanz einstellbar zwischen 1 und 3 μm. Der relativ scharfe Wechsel zwischen hohem Reflexionsvermogen fur λ > λt und geringem Reflexionsvermogen in Verbindung mit vernachlassigbarer Transparenz fur λ < λt macht die Schichten zu selektiven Solarabsorbern geeignet, insbesondere bei hohen Absorberarbeitstemperaturen zwischen 50 und 250 °C. Die Selektivitat betragt etwa 25. Unter AM 1 Bestrahlung werden bei thermischer Isolation stationar 280 °C erreict. Die Werte gelten bei einer zusatzlichen Antireflexbeschichtung fur λ = 0,55 μm. Die statische und dynamische Charakteristik werden vorgestellt. Bei dem hohen Entartungsgrad des uberdotierten p-Germaniums liegt das Ferminiveau bis zu 0,7 eV tief im Valenzband. Die daraus folgenden Veranderungen im optischen Sepktrum werden diskutiert. Thermo-Reflexionsmessungen zeigen insbesondere den Ausfall der E′0- und E′0 + Δ0-Interbandubergange um 3,2 eV.