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

Таблица 4.3. Характеристики корпускулярной радиации

Тип радиации	Энергия, кэВ	Поток, cm-2.c-
Протоны Электроны	(15) -Ю (20-г200) 10 (1-=-2)10 1-100	10 10* 10* 10	10-* IQ--lO * 10--10- 10 2 1о-1
а-частицы поглощаются защитным стеклом.

Плотности потоков Ф и энергии частиц сложным образом зависят от их положения относительно Земли (рис. 4.20), и движение частиц не всегда можно считать изотропным. Кроме того, необходимо учитывать возникновение коротких интенсивных всплесков радиации во время солнечных вспьццек. В результате проявления солнечной активности в августе 1972 г. коэффициент полезного действия обычных панелей солнечных батарей снизился на 2-5% по отношению к значению до солнечных вспьццек.

Проникшая в полупроводник частица высокой энергии создает многочисленные нарушения кристаллической решетки: вакансии, междоузель-ные атомы, скопления дефектов и различные вакансионно-примесные комплексы. При количественном рассмотрении влияния радиации на де-фектообразование предполагают, что концентрация радиационных дефектов Nf, проявляющих себя в качестве эффективных рекомбинационных центров, линейно зависит от дозы; Nr=Ko Ф, где Ко - число центров, создаваемых на 1 см пути пробега каждой частицей, и Ф - суммарный по

Рис. 4.20. Энергетические спектры суммарных потоков протонов и электронов во внутренней магнитосфере Земли (вплоть до 10 земных радиусов) . Параметр L называют оболочкой Мак-Илвана (L приблизительно равна одному земному радиусу):

i -вспьппка, август 1972 г.; 2 - галактическое излучение

Энергия частиц, эВ

времени поток. В зависимости от вида и энергии излучения значение Ко варьируется в пределах от 10 до 10 см и соответствует диапазону изменений сечений столкновений (10 *-10 см) или интервалу вероятностей дефекгообразования на одну прошедшую частицу (10 *-10 для кремниевого элемента обычной толщины). Конечно, длина пробега частицы в полупроводнике зависит от ее массы и энергии; протоны низких энергий поглощаются слоем толщиной всего лишь несколько микрон, а электроны высоких энергий легко проходят через весь элемент, оставляя дефектный след на своем пути.

Как правило, не изучают подробно кинетику рекомбинации, определяемую отдельным типом дефектов, а интересуются суммарным изменением времени жизни т носителей заряда. Поэтому воздействие радиации обычно прослеживают с помощью формулы

1/т= (1/то)+тФ, (4.6)

где То - время жизни до образования радиационных дефектов и Kj - коэффициент, характеризующий изменение времени жизни при образовании радиационных дефектов. Аналогично воздействие радиации на диффузионную длину L неосновных носителей заряда можно описать выражением

11Ь = Ц1а) + КФ, (4.7)

где Lq - диффузионная длина до образования радиационных дефектов и Kj - коэффициент, характеризующий изменение диффузионной длины при образовании радиационных дефектов. Значения Kj указаны в табл. 4.3.

Указанный подход дает хорошее совпадение с экспериментальными результатами для п-р- и р-и-кремниевых солнечных злементов (рис. 4.21). Удобной мерой радиационной стойкости является критический поток Фе, снижающий на 25% исходное значение КПД солнечного элемента. Для типичного кремниевого солнечного элемента в случае электронной бомбардировки К Ю-Ю ; Ф - iC-MO см , в случае протонной бомбардировки ЛГ - 10 - 10 ; Ф = Ю-ь 10 см . Экспериментальные результаты, как оказалось, точнее можно описать следующим соотношением [Bernard, Mottet, 1976]:

(Ьо/ЬУ - 1 = (КФ) , (4.8)

где и as 0,7.

Ввиду того что р > Рр и, следовательно, диффузионная длина фотогенерированных электронов в материале р-типа больше, чем дырок в материале и-типа, солнечные элементы с и -р-структурой более стойки к радиации. Кроме того, радиационная стойкость снижается при увеличении степени легирования базовой области. Предполагают, что легирующая примесь легко вступает во взаимодействие с радиационными дефек-

В случае моноэнергетического центра с сечением рекомбинационного захвата О и вероятностью заполнения ~ Ov/jPfKo.

Рис. 4.21. Зависимость диффузионной длины L неосновных носителей заряда от интегрального потока Ф электронов с энергаей 1 МэВ:

1 - голубой и - р-элемент; 2 - обычный р - п-элемент; i - голубой р - л-элемент

тами, образуя рекомбинационные центры, а повышение степени легирования увеличивает вероятность образования таких центров. В этом смысле р-область, легированная алюминием, более радиационно стойка, чем р-область, легированная бором.

Обнаружены также различия в радиационной стойкости материалов, выращенных методом зонной плавки и методом Чохральского, которые связьшают с относительно высокой концентрацией кислорода в кристаллах. Хотя исходные значения КПД в солнечных элементах, полученных на кристаллах, выращенных методом зонной плавки, выше, значение больше в случае применения кристаллов, полученных способом Чохральского [Pschunder, Fischer, 1976].

В элементах на основе материалов, полученных зонной плавкой, наблюдают эффект фотонной деградации после кратковременного (в течение примерно 24 ч) освещения элемента, предварительно подверженного корпускулярному облучению. Введение в кристаллы, выращенные зонной плавкой, примесных атомов О или С [Pschunder, Fischer, 1976] . или

После осуществляемого в темноте воздействия облучения частицами, имеющимися в радиационных поясах Земли, кремний, по-видимому, становится восприимчивым к процессам, завершаемым под воздействием света и приводящим к снижению времени жизни. Вероятно, эффект аналогичен фотохимическим реакциям в CdS и других материалах [Tscholl, 1968; Im е. а., 1970; Fahrenbruch, Bube, 1974].

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.