Читальный зал -->  Солнечные элементы 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

зовать различные модели распределенного сопротивления, расчет по которым можно осуществлять численньпш и аналитическими методами. И, наконец, мы кратко остановимся на физических причинах появления 7?s,7?p и контактного сопротивления.

3.2.1. Оценочный расчет потерь мощности на сопротивлениях Rs ч Rp

Влияние сосредоточенного последовательного сопротивления Rg warn-стрирует рис. 3.10, где показано суммирование в графической форме напряжений (при одинаковых токах), определяемых вольт-амперной характеристикой элемента, а также приводится построение, позволяющее найти значение R с помощью котангенса угла наклона равного Rg.

При учете R Vc не меняется, а Jjc изменяется несущественно при довольно малых значениях Rg, при увеличении же Rs характеристика элемента стремится к прямой с ctg >р =к и приближается к 0,25. Аналогично влияние сосредоточенного сопротивления Rp оценивается посредством суммирования при одинаковых напряжениях токов, определяемых вольт-амперной характеристикой элемента при нулевом шунтирующем сопротивлении и прямой с ctgip = Rp. В данном случае видно, что Igc сохраняет постоянное значение, тогда как Vqc может немного измениться.

Допустимое значение 7?, обеспечивающее малые потери мощности, приближенно может быть найдено в предположении, что рабочая точка характеристики элемента отвечает режиму максимальной мощности, когда полные потери можно представить в виде JjnRs- Тогда доля потерь мощности Xg определяется как

s=JM(Jm Vm)=JmRslVm -JscRs/Voc- (3.11)

того чтобы при Jgc

= 40 мА/см* и Voc = 0,6 В доля потерь была меньше 3%, последовательное сопротивление квадратного сантиметра площади элемента не должно превышать 0,5 Ом.

Аналогично доля потерь мощности на шунтирующем сопротивлении записывается в виде

Хр = (куед(7отКот) =

VmKJmRp)VocKJscRp), (3.12)

Рис. 3.10. Исслеяование графическим методом влияния последовательного (а) и шунтирующего (б) сопротивлений на темновые (i) и световые (2) вольт-амперные характеристики идеального солнечного элемента 9 -Зак. 609

	1 i
	h Ji	1 V
	he rH
	у 1

; 10 10 с

10 10 10* 10- 10 70- 1 II

Рис. 3.11. Зависимости коэффициента заполнения вольт-амперной характеристики от фототока и коэффициента концентрации излучения С при различных значениях Rg и Rp. Сплошные линии ~ Rp оо н Rg = О U); 0,01 Ом (f); 0,1 Ом (5); 1 Ом (4) и 10 Ом (5); штриховая линия - Лр = 10* Ом, Rs = 0;/о = 10 А/см А = 1;

активная

площадь элемента

и для того чтобы потери, обусловленные Rp, не превышали 3%, Rp каждого квадратного сантиметра площади солнечного элемента должно быть больше 500 Ом. Этот приближенный аналиэ обеспечивает достаточно точные результаты при <£ j и JCp, не превьппающих 5%. При небольших потерях мопщости Vqc и Jsc почти не изменяются, а наиболее существенное следствие этих потерь состоит в относительном уменьшении

на (1 -JscRs/Voc-VocKJscRp)).

Вольт-амперная характеристика элемента с учетом Rs и Rp имеет вид

IIo{exp[q{V-IRs)/(AkT)] - l} + {V-IRs)/Rp--II- (3.13)

При Rs > О справедливость принципа суперпозиции нарзопается и световая вольт-амперная характеристика не может быть получена путем простого смещения темновой кривой.

С использованием параметра введенного в 3.1, можно получить точное выражение для определения щ и модели элемента с сосредоточенными параметрами (рис. 3.9). При учете лишь Rs*

-1п(р о)

L H-2RslL(AkT))

аРш и записываются в виде

Рггг=-(А kT/q)I[ (l-P)\пф1[11о) + Л,/

ffPm/[IsciAkT/q)lnill/Io).

(3.14)

(3.15) (3.16)

Величина /j с должна находиться в знаменателе (3.16), поскольку при большом последовательном сопротивлении может отличаться от Isc (II быстро определяется методом итераций).

Приведенные на рис. 3.11 зависимости от/ (или, что эквивалентно, от о&тученности), учитьшающие влияние последовательного и шунтирующего сопротивлений, представляют полезную информацию при предварительном исследовании экспериментальных солнечных элементов.

* в данном случае (3.6) еще справедливо, однако (3.7) неприменимо.

3.2.2. Модели с распределенными сопротивлениями

В большинстве случаев солнечные элементы имеют тонкий фронтальный слой, вдоль которого протекает ток, собираемый контактной сеткой. Поскольку потери мощности на сопротивлении рассредоточены по всему объему этого слоя, требуется рассмотрение более точных моделей. Схема солнечного элемента с сетчатой контактной структурой изображена на рис. 3.12. Последовательное сопротивление прибора содержит следующие составляющие: Rg - сопротивление фронтальной контактной сетки; Rgi и Лг - переходные контактные сопротивления (обратно пропорциональные площади контактов); Ri(x) = piJf/(H/i) - сопротивление растекания поверхностного слоя (или протеканию тока в плоскости этого слоя), зависящее от расстояния х (здесь pi - объемное удельное сопротивление слоя и ti - его толщина); R = Р2 -сопротивление базового слоя в поперечном направлении (рг - объемное удельное сопротивление базового слоя, - толщина слоя и Sp -его площадь); Rs2 - распределенное сопротивление сплошного тыльного контакта.

Исходя из полного допустимого значения Rg разработчик солнечного элемента может найти его распределение по отдельным составляющим с учетом ограниченных возможностей применения имеющихся в его распоряжении материалов для создания приборов. Подобный аналю осуществлялся [Riemer, 1978; Surreze, 1978] при разработке приборов с сетчатой контактной структурой.

Распределенное сопротивление может быть найдено приближенно путем рассмотрения различных эквивалентных схем с сосредоточенными параметрами и более точно - численными методами с помощью ЭВМ при использовании моделей конечного числа элементов. Исследовали модели [Wolf, Rauschenbach, 1963], согласно которым в эквивалентной схеме, показанной на рис. 3.9, сосредоточенные сопротивления Rs и Rp дают эффекты второго и более высоких порядков малости. Задача о нахождении распределенного сопротивления решалась для двумерных структур [Fang, Hauser, 1978; Heizer, Chu, 1976], a также трехмерных при высокой степени концентрации излучения [Spaderna, Navon, 1978].

Решение задачи в аналитическом виде может оказаться полезным для простых структур, как, например, для одномерного случая, рассмотренного ниже. Полагают (рис 3.13), что во фронтальном слое ток течет в плоскости этого слоя, а в базе и переходе - перпендикулярно плоскости прибора. Рассмотрим ограниченный плоскостями х и х + Ах элементарный объем AxtiW фронтального слоя. На границах плотность протекающего вдоль слоя тока /, = {dV/dx)\xlp nJout = (dVldx)\x+/lp. Разность Jput-Jin уравновешивается плотностью тока/(К), пересекающего плоскость перехода при рассматриваемом напряжении смещения V:

Jouthw - Ji tiw = J{V) Axw.

В результате разложения idV/dx)\x+x РяД Тейлора в окрестности точки X можно получить

dV/dx=JiV)p/t,. (3.17)

9 131

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 [ 41 ] 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91

ООО «Мягкий Дом» - это Отечественный производитель мебели. Наша профильная продукция - это диваны еврокнижка. Каждый диван можем изготовить в соответствии с Вашими пожеланияи (размер, ткань и материал). Осуществляем бесплатную доставку и сборку.



Звоните! Ежедневно!
 (926)274-88-54 
Продажа и изготовление мебели.

Копирование контента сайта запрещено.
Авторские права защищаются адвокатской коллегией г. Москвы.