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

ТокоотбоВ

Переход

Полоса сетки

Переход

I \Jout

Тыпьный контакт

Тыпьный контакт

Рис. 3.12. Линии тока в солнечном элементе с сетчатой контактной структурой, у которого толщина фронтального слоя ti значительно меньше толщины базового слоя tj

Рис. 3.13. Схема поперечного сечения солнечного элемента с сетчатым фронтальным контактом, применяемая для анализа распределеииого сопротивления

Рис. 3.14. Распределение напряжения между полосами контактной сетки элемента, изображеииого иа рис. 3.13, при его работе вблизи оптимальной точки Рщ (fl) и соответствующие значения напряжения иа вольт-ампериой характеристике (б)

Решение (3.17) легко найти, предположив, что/(F) постоянна и равна плотности тока , соответствующей максимальной мощности, что обеспечивает параболическую зависимость V{x), показанную на рис. 3.14*. Если потери мощности на сопротивлении не очень велики, то данное приближение оказывается достаточно точным. Приходящиеся на единицу площади потери мощности на распределенном сопротивлении связаны непосредственно с расстоянием Xg между полосами контактной сетки:

Pl = J)nPxll{\lU) (3.18)

( эквивалентное последовательное сопротивление равно рдгДПгО). В аналитическом виде получено аналогичное решение для двумерной задачи [Handy, 1975;Wyeth, 1977].

При использовании модели конечного числа элементов точные результаты могут быть получены для более сложных конфигураций и электрических соединений диодов при нахождении как последовательного, так н шунтирующего распределенных сопротивлений. Суть данного метода поясняет рис. 3.15, где показано, как солнечный элемент первоначально представляют в виде длинной секции шириной, равной половине рас-

*Решение (3.17) иайдеио для случая/ =/(РО [Wysocki, 1961].

o-dD->

Рис. 3.15. Одномерная модель прибора с распределенными параметрами, используемая при анализе с помощью модели конечного числа элементов

стояния между контактными полосами, а затем эту секцию разделяют на конечное число элементов шириной Ах. Поскольку прямая Xg/l является осью симметрии к правой части элемента, обозначенного цифрой нуль , ток не течет.

В качестве пробного напряжения на этом элементе можно выбрать Vo, тогда легко рассчитать протекающий через элемент ток /о, а затем Vi.Ii и последующие значения вплоть до напряжения и тока на выходе прибора. Варьируя пробный параметр Vo, можно получить выходную вольт-амперную характеристику прибора даже при более сложной диодной характеристике. Данную модель довольно просто усовершенствовать для решения двумерной задачи [Mitchell, 1977].

Расчеты выполнены дня гипотетического солнечного элемента с гетеропереходом, имеющего следующие параметры: Xg = 0,1 см; Jip = 1 см;

см; Jo = 10 А/см; А = 2; J, = 0,03 А/см. Сте-

W = 1 см; fi = 2-10 см;

Рис. 3.16. Расчетная зависимоств КПД преобразования солнечной энергии Г? от удельного сопротивления р оптического окна {1); то же, но при полном последовательном сопротивлении Rs = О (2); распределение напряжения V между двумя полосами контактной сетки солнечного элемента в режиме, соответствующем максимальной мощности, при удельном сопротнвленин фронтального слоя 10м-см (3)

10 10 1 10 р, Ом-см

пень затенения поверхности контактной сеткой 5%. Все составляющие Rs, кроме распределенного сопротивления, 0,1 Омсм.

Результаты этих расчетов, приведенные на рис. 3.16, показывают, что потери мощности во фронтальном слое пренебрежимо малы при его обьемном удельном сопротивлении, не превышающем примерно 0,2 Ом-см.

Выполненный анализ позволяет сделать вывод о том, что

У ос может

уменьшаться (по сравнению со значением Voc при Rs = 0) при наличии существенного распределенного последовательного сопротивления вследствие закорачивания части структуры солнечного элемента, которая затенена контактной сеткой. Этот эффект играет особо важную роль в экспериментальных элементах, у которых Rs может быть довольно большим, а площадь поверхности, затеняемой контактной сеткой, составляет значительную долю активной поверхности прибора.

3.2.3. Физические явления, обусловливающие последовательное и шунтирующее сопротивления

Вклады обьемных сопротивлений легированного слоя и базовой области в Rs определяются геометрическими параметрами солнечных элементов. Так, потери мощности в тонком фронтальном слое (где линии тока направлены вдоль поверхности прибора) будут несущественны при условии, что его удельное сопротивление pi < 10 *-1 Омсм, тогда как в базовой области, где ток течет перпендикулярно поверхности, достаточным условием для сведения потерь к минимуму является рг < 25- 10* Ом-см. Поскольку в некоторых случаях тонкие фронтальные слои солнечных элементов с гетеропереходами представляют собой поликристаллы, подвижность носителей в них ограничена рассеянием на границах зерен и для удельного сопротивления может быть характерна высокая степень анизотропии. В этих случаях необходимо создавать либо очень высокую концентрацию носителей заряда, либо наносить слой прозрачного проводящего окна. Более подробно данный вопрос рассмотрен в гл. 6.

Учет влияния внутренних изолирующих слоев в солнечном элементе (таких, как обедненные слои или слой диэлектрика в р - /- п-структуре) на последовательное сопротивление оказывается более сложным. Если 134

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.