Звоните! 
 (926)274-88-54 
 Бесплатная доставка. 
 Бесплатная сборка. 
Ассортимент тканей

График работы:
Ежедневно. С 8-00 до 20-00.
Почта: soft_hous@mail.ru
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


Jg = J,91-10

A=1,47

Рис. 3.19. Темновая вольт-амперная характеристика U) и зависимость Jc от Vqc (2) для кремниевого солнечного элемента с р- я-переходом - наземного эталонного элемента NASA, имеющего в условиях AMI КПД 13,6%

0,г О,J 0,4- 0,5 У,Ъ

ненного слоя, форме потенциального барьера в области перехода и, наконец, на процессе переноса носителей заряда через переход.

Известно, что такие же примесные центры обусловливают фотопроводимость однородного по составу сульфида кадмия CdS, легированного Си, при аналогичных спектральных и температурных характеристиках, однако в элементах со структурой CuS-CdS процессы в области перехода не являются следствием лишь фотопроводимости [Fahrenbruch, Bube, 1974].

Существование различий между темновой зависимостью Ig/ от V и Ig/jc от ос> измеряемой при переменной облученности, свидетельствует о наличии связи /о и Л с уровнем светового потока. Данные для кремниевых солнечных элементов с гомогенным переходом приведены на рис. 3.19. Однако поскольку при этих измерениях облученность колеблется в широких пределах, то, как правило, невозможно установить, какой из параметров (Jo или А) изменяется. Кроме того, данный метод не позволяет разделить следующие эффекты: изменения /о и Л, а также зависимость коэффициента собирания носителей заряда от напряжения смещения Я (К). Однако на зависимость Ig/jc от Vf. не оказывает влияния последовательное сопротивление, если его значение невелико. В солнечных элементах на основе Си; S - CdS изменения параметров /о и Л столь существенны, что световая и темновая вольт-амперные характеристики пересекаются.

Более полную количественную информацию об изменении /о и Л иногда можно получить с помощью сравнения темновой вольт-амперной характеристики с аналогичной характеристикой, соответствующей постоянному уровню облученности (смещенной по отношению к предьщу-щей кривой на Ji). В выбираемых для анализа данных следует использовать только высокие значения токов вследствие большой погрешности измерений Ji. При этом зависимость Я(К) будет проявляться очень слабо, в противном случае ее влияние необходимо учитывать теоретически.

Существование зависимости Я(К) само по себе не может вызвать пересечения световой и темновой вольт-амперных характеристик, поскольку даже при Я(К), приближающихся к нулю, 1 при освещении не может превысить своего темнового значения.



3.4.2. Тепловые характеристики

При изучении температу1 юй.зависимости КПД преобразования солнечной знергии можно раздельно рассмотреть аналогичные зависимости Jsc, Voc Tiff [Wysocki, Rappaport, 1960].

Зависимость Jc от температуры обусловлена главным образом наличием связи последней с диффузионной длиной неосновных носителей заряда L = (fikTr/q) Если солнечный злемент обладает высоким начальным значением коэффициента собирания Пд, то изменения L при разных температурах влияют на него несущественно [см. (1.19)]; лишь у злементов с низкими начальными i?g изменения L могут значительно воздействовать на Jl - Помня об зтом, рассмотрим влияние температуры на L

Сложная связь времени жизни т неосновных носителей заряда и температуры обусловлена тем, что на т оказывают влияние взаимное положение энергетических уровней рекомбинационных центров и квазиуровней Ферми, а также температурная зависимость сечений захвата этих центров. Простым примером может служить рекомбинационный центр донорного типа с энергетическим уровнем и сечением захвата а (обусловленным кулоновским взаимодействием), которое уменьшается с ростом температуры пропорционально . Следовательно, т о = = ll(Nra Vjlj) изменяется пропорционально Г.

Расчеты, выполненные с использованием соотношения Шокли-Рида, показывают, что время жизни электронов т при температуре 300 К медленно возрастает при повышении температуры до тех пор, пока п,-не достигнет значения Л/т о/тро- Наличие сильной температурной зависимости П{ (когда ее значения превышают Л/т о/тро) приводит к тому, что т увеличивается почти экспоненциально при возрастании Т. Экспериментально наблюдаемое в кремнии изменение т представляет собой плавное возрастание т при повышении Т (приближенно пропорциональное Г* при Т яа 300 К в условиях низкого уровня инжекции) [Othmer, Chen, 1978].

Характер температурной зависимости подвижности носителей заряда определяется основным механизмом рассеяния. Например, если преобладает рассеяние носителей на акустических фононах, то подвижность изменяется пропорционально Г *, где в наиболее простом случае т = 1,5. При невысоком уровне легирования кремния наблюдаемые вариации д можно описать приближенно д го и позтому L почти не зависит от температуры. В случае же GaAs повышение Т сопровождается более ярко выраженным возрастанием L вследствие более сильной зависимости т от Г.

Небольшое смещение края оптического поглощения при вариациях температуры вызывает изменение Jc (которое можно найти для любого конкретного спектра солнечного излучения). Это изменение относительно невелико (например, для Si (AJsc/Jsc)IT 0,03%/° С)*. Кроме

* Для Si dEg/dT = - 4 10 * эВ/°С, н при энергии фотонов 1,1 эВ в спектре солнечного излучения, соответствующем условиям АМ1,5, dV/dE яв 1,5-10 см~х хс -эВ~. Вопрос о влиянии вариащШ температуры на поглощение света обсуждался в [Spaderna, Navon, 1978]. j 35



того, небольшое увеличение Jc с ростом температуры является следствием изменения собственно коэффициента поглошения света при вариациях температуры [Shumka, 1970].

Согласно экспериментальным данным у большинства высококачественных кремниевьЕХ солнечных элементов Jsc почти постоянна и незначительно возрастает при повышении температуры. Пример температурной зависимости Jsc приведен на рис. 3.20.

Уменьшение Vqc и при повышении температуры вызвано в основном изменением и,-; /о возрастает экспоненциально по мере роста Т, что приводит почти к линейному спаду Vqc при увеличении Т. В общем случае для области, расположенной по одну сторону гомогенного перехода, при Л = 1 справедливо соотношение

Voc= (kT/q)lniJsc/Jo), (3.20)

Jo = (D/r) l-n]lN = ВТ (Pir) IeM-EgKkT)), (3.21)

где параметры, практически не зависящие от температуры, обобщены в виде константы В. Уравнение (3.20) можно представить в виде

Voc = (Eglq)- {kTlq)\n{{DlT) ЧтВ/Jsc]. (3.22)

Здесь член уравнения, определяемый логарифмической функцией, больше нуля, и его изменение при вариациях температуры незначительно. Пример температурной зависимости Voc показан на рис. 3.20.

Температурной зависимостью Voc часто пользуются для оценки эффективной высоты барьера в экспериментальных фотоэлектрических приборах. Так, с помощью (3.22) для области диода Шокли, расположенной по одну сторону перехода, при экстраполяции измеренной зависимости Voc от Г к точке Г = О К по величине отрезка, отсекаемого на оси температур, определяется значение Eg/q.

Обычно довольно резко уменьшается при возрастании температуры, как это показано на рис. 3.20. Изменения можно рассчитать с помощью (3.8) и (3.10), однако вычисления слишком сложны, чтобы их излагать подробно.

Коэффициент полезного действия преобразования солнечной знергии элементов с гомогенным переходом на основе кремния, определяемый с помощью соотношения t?j = VocJscff/Psy достигает максимального значения при температурах от -150 до -100°С; при температуре, близкой к 25°С, КПД изменяется со скоростью Ащ/АТ -0,05%/°С (см. рис. 3.20). Опубликованные данные [Агога, МаШш, 1981] позволяют сопоставить теоретические и экспериментальные температурные зависимости фотозлектрических параметров кремниевых солнечньгх элементов.

Поскольку в GaAs, как правило, наблюдается более резкое возрастание L при повышении температуры, максимальное значение т? солнечных элементов на основе GaAs отвечает более высоким температурам (от -100 до -50°С). Как следует из рис. 3.21, при температуре вблизи 25°С КПД снижается со скоростью Ащ/АТ -0,033%/°С. 140



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
.