תכונות אופטיות של חומרים תא סולאריים

מאפיינים אופטיים של חומרים סולריים-תאיים

התכונות האופטיות של תאים סולריים לעיתים קרובות לקבוע את היעילות האולטימטיבית של תאים סולריים הם הבסיס לתהליך עיצוב.

(1) חוק הקליטה

כאשר קרן של אראדיאנציה ספקטרלית I0 היא אירוע אורתוגונאלי על פני המוליכים למחצה, לאחר הפחתת ההשתקפות, האראדיאציה הספקטלית הנכנסת למחצה היא I0 (1-R), והמרחק מהמשטח הקדמי הוא x במוליך למחצה. איקדיאנס ספקטרלי נקבע על פי חוק הקליטה: כאשר עובי של lamella הוא ד, אנחנו יכולים לקבל קירוב מלא יותר של transmittance.

הקשר בין מקדם הקליטה ואורך גל של סיליקון גביש בודד, ארסניום גליום וכמה חומרים תא השמש החשובים

(2) ספיגה פנימית

בתמונות אטומיות, הקליטה הפנימית של הסיליקון יכולה להיות מובנת כעובדה כי אטום סיליקון נרגש על ידי פוטון, מה שגורם לאלקטרון ערכיות להפוך לאלקטרון חופשי, תוך השארת חור בהפסקת הקשר הקובלית. ניסויים מצאו כי רק אלה פוטונים אשר hu הוא גדול יותר מאשר פס הלהקה אסור יכול לייצר קליטה פנימי.

כמובן, הפוטון של האירוע חייב לספק את התדר או את אור התדר שבו האור יכול לייצר קליטה פנימית (גבול ספיגת התדר); λo - רק את אורך הגל של הקליטה הפנימית של האור (אורך הקליטה גבול).

הוא האמין כי סיליקון שקוף לאור אינפרא אדום בעל אורך גל גדול מ 1.15 מיקרומטר.

מעגל שווה תא סולרי, כוח פלט ומילוי גורם

(1) מעגל שווה ערך

על מנת לתאר את מצב ההפעלה של הסוללה, הסוללה ומערכת הטעינה מדומות לעיתים קרובות במעגל מקביל.

1. מקור זרם קבוע: תחת תאורה קבועה, תא סולארי במצב עבודה אינו משנה את הצילום הפוטוגרמי שלו עם מצב העבודה. זה יכול להיחשב כמקור זרם קבוע במעגל המקבילה.

.2 זרם חשמלי כהה: חלק מהזרם הזורם עובר דרך ה - RL של העומס, והמתח המסוף U נקבע על פני העומס. בתורו, הוא מוטה קדימה לצומת ה- PN, מה שגורם לזרם כהה הנוכחי של איב לכיוון הפוטוקנט.

3. בדרך זו, המעגל המקבילה של תא סולארי homojunction PN אידיאלי נמשך.

4. התנגדות סדרה RS: בשל הקשר בין האלקטרודות הקדמיות והאחוריות, לבין החומר עצמו יש התנגדות מסוימת, זה בלתי נמנע להציג נגדים נוספים בבסיס ואת השכבות העליונות. כאשר זרם זורם דרך העומס עובר דרכם, זה יהיה בהכרח לגרום לאובדן. במעגל מקביל, ההשפעה הכוללת שלהם יכול להיות מיוצג על ידי RS סדרה נגד.

5. התנגדות מקבילה RSH: בשל הדליפה של קצה הסוללה ודליפת גשר המתכת שנוצרו בסדק מיקרו, שריטה, וכו 'בעת ביצוע האלקטרודה מתכתי, חלק הנוכחי כי צריך לעבור את העומס הוא קצר, מעגל. RSH הנגד הוא שווה ערך.

כאשר הזרם הנוכחי לתוך RL העומס הוא אני והמתח המסוף של RL העומס הוא U, הוא מתקבל:

P בנוסחה הוא כוח הפלט המתקבל על עומס RL כאשר תא סולארי הוא מוקרן.

(2) כוח המוצא

כאשר זרם הזורם לתוך RL העומס הוא אני והמתח המסוף של RL העומס הוא U, ניתן לקבל ש- P בנוסחה הוא כוח המוצא המתקבל על עומס RL כאשר תא הסולרי מוקרן.

כאשר העומס RL משתנה מ -0 לאין סוף, מתח המוצא של הפלט משתנה מ- 0 ל- U0C, והזרם הנוכחי משתנה מ- ISC ל- 0, ובכך מצייר עקומת עומס אופיינית של התא הסולרי. כל נקודה על העקומה נקראת נקודת העבודה. נקודת העבודה וקו המוצא נקראים קווי עומס. הדדי של המדרון של קו העומס שווה RL. הקואורדינטות האופקיות והאנכיות המתאימות לנקודת העבודה הן מתח העבודה והזרם העובד.

בעת התאמת עומס העומס RL לערך מסוים Rm, נקודה M מתקבלת על העקומה, והתוצר של העבודה הנוכחית המתאימה Im ומתח העבודה, אום הוא הגדול ביותר, כלומר: Pm = ImUm

בדרך כלל, נקודת M היא נקודת ההפעלה האופטימלית (או נקודת הכוח המרבי) של התא הסולארי, Im הוא זרם העבודה האופטימלי, אום הוא מתח העבודה האופטימלי, Rm הוא עמידות העומס האופטימלית, ו- Pm הוא הספק המוצא המרבי.

(3) גורם מילוי

1. היחס בין הספק הפלט המרבי ל- (Uoc × Isc) נקרא גורם מילוי (FF), שהוא אחד האינדיקטורים החשובים למדידת מאפייני התפוקה של תאים סולאריים.

2. גורם מילוי מאפיין את היתרונות והחסרונות של תאים סולאריים. תחת iradiance ספקטרלי, גדול FF, יותר "מרובע" את העקומה ואת כוח התפוקה גבוה יותר.