CC BY
2
УДК 621.315.592
Ражабов И.Т. старший преподователь Шоюсупов Ш. доцент
Наманганский инженерно-технологический институт
Узбекистан, г. Наманган
ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КОЭФФИЦИЕНТ НЕИДЕАЛЬНОЛСТИ ФОТОВАХ
Аннотация: В статье теоретически исследована связь между основными фотогальваническими характеристиками и коэффициентом неидеальности фотовольт-амперной характеристики (фотоВАХ) солнечных элементов. Определено, что коэффициент неидеальности фотоВАХ имеет разные значения для разных точек фотоВАХ солнечных элементов
Клучавые слова: солнечные элементы, фотовольт-амперная характеристика, коэффициент неидеальности.
Rajabov I.T. senior teacher Shoyusupov Sh. аssociate professor Namangan Engineering and Technology Institute
Uzbekistan, Namangan
PHOTOVOLTAIC CHARACTERISTICS AND IMPERFECT COEFFICIENT PHOTO-I-V
Annotation: The article theoretically explores the relationship between the main photovoltaic characteristics and the non-ideal coefficient of the photovoltampere characteristic (photo-I-V characteristic) of solar cells. It was determined that the non-ideal coefficient of photo-I-V characteristic has different values for different points of the photo-I-V characteristic of solar cells.
Key words: Solar cells, photovolt-ampere characteristic, non-ideal coefficient.
Основные особенности солнечных батарей (СЭ) из гидрированного аморфного кремния (a-Si:H) состоят в том, что они могут быть изготовлены на больших поверхностях и демонстрируют более высокие коэффициенты оптического поглощения и фоточувствительность рабочей поверхности, чем монокристаллические полупроводники. Эти свойства определяются нерегулярностью структуры a-Si:H и наличием в ней водорода [1]. Одной из актуальных проблем физики полупроводников является проведение
целенаправленных научных исследований в этой области, в том числе теоретическое исследование фотогальванических свойств гидрогенизирова-нных аморфных СЭ на кремниевых основе.
Работа [2] показывает, что соленость СЭ (Ци), ток короткого замыкания Окз) и нелинейность фотоэлектрических коэффициентов (п') фотоВАХ не взаимосвязаны и поэтому могут быть изучены отдельно. Поэтому в настоящей работе теория связи этих параметров с коэффициентами фотоВАХ основана на новых выражениях для связи СЭ с током короткого замыкания, эффективным напряжением (Цэф), эффективной плотностью тока (¡эф) и эффективными емкостями (Рэф).
В работе [3] а-81:И был выбран в качестве модели СЭ на основе аморфного гидрированного кремния для тока насыщения 0 о) получнно:
Г ( Л 1 ^
Т ~ т
Л = Л0 ехР
V1 о
(1)
для напряжение холостого хода:
Т
и си = (иси о - п\р)— + п\ р То
для плотности тока короткого замыкание:
3к
3оо ехР
q(Pо -гТ)Л 1
к
(---)
ТТ
ехР
q(Pо -гТ), и
П 2 кТо
си о
Т
-1 + ^ ((о -УТ) т\
-1
(2)
(3)
Где То = 3оо К,]оо - ток насыщения, высота потенциального барьера СЭ и иси0 - напряжение солености, к - постоянная Больцмана, q - заряд электрона, высота потенциального барьера, пг1 - фотоэлектрический коэффициент фотоВАХ в точке, где измеряется соленость, п'2 - это неоднородность фотоВАХ в точке, где определяется ток короткого замыкания. Его значение находится в диапазоне эВ / К для полупроводников у «(5-10-4 -10- ) [4].
Из этих формул видно, что интенсивность тока насыщения СЭ не зависит от фотоэлектрического коэффициента фотоВАХ.
В работе [5] использовались следующие простые формулы для определения эффективного напряжения, эффективной плотности тока и зависимости температуры от метода определения коэффициента заполнения ($) с использованием экспериментов по СЭ с использованием фотоВАХ:
и
эф
3эф ~ ] к
п'зкТ 1пЛ
п'3 кТ
q
п'3 кТ
и qис,
л
qиCÍ
]
(4)
(5)
кт у
_ п\ кТ/\
Рэф
ф ч
{ . ^ 1гтЛ
1+
Л пзкТ
1 п\ кТ
¿кт 3
V кт
Здесь п'3 - не фотоэлектрический коэффициент фотоВАХ в точке, где определяются эффективные значения фотогальванических характеристик.
В работе [6] эксперименты, полученные для связи указанных параметров с температурой, являются результатом расчетов по формуле, приведенной в (2), где напряжение солевого раствора очень сильно изменяется в результате изменения фотоэлектрического коэффициента фотоВАХ. Установлено, что значение напряжения идеальных СЭ будет больше высоты барьера
Е* о = *
Ч , (7)
Здесь Еёо - энергетическая ширина слота мобильности идеальных СЭ. И этого не может быть. Следовательно, в точке, где интенсивность соли СЭ определяется на фотоВАХ, мы можем сделать вывод, что коэффициент неидеалности фотоВАХ равен 1 (п1 = 1) или что интенсивность солености не зависит от фотоэлектрического коэффициента.
Таким образом, в этом исследовании было обнаружено, что СЭ имеют разные значения неидеального коэффициента фотоВАХ в разных точках фотоВАХ. Установлено, что любое увеличение нефотоэлектрического коэффициента СЭ приводит к снижению фотоэлектрических характеристик, что приводит к уменьшению.
Теоретические исследования связи этих параметров с фотоэлектрическим коэффициентом нелинейности на основе новых выражений СЭ для плотности тока связи, эффективной плотности тока и эффективной емкости емкости. Корреляция этих параметров с фотоэлектрическим коэффициентом нелинейности в точке плотности тока фотоэлектрического короткого замыкания оказалась очень сильной. Было показано, что связывание фотоВАХ в точке, где определяются эффективные значения фотогальванических характеристик, является линейным. Было показано, что привязка эффективного напряжения к току короткого замыкания в точке, в которой фотоВАХ подключен к коэффициенту неидеалности, очень слабая.
Использованные источники:
1. Аморфные полупроводники: Пер. с англ./Под ред. М. Бродски. -М.: Мир, 1982.-418 с.
2. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы (теория и эксперимент), М., Энергоатомиздат, 1987, -278 с.
3. Зайнобиддинов С., Икрамов Р.Г., Алиев Р., Исманова О.Т., Ниязова О., Нуритдинова М.А. «Влияние температуры на фотоэлектрические характеристики солнечных элементов из аморфного кремния», Гелиотехника, 2003, № 3, с.19-22.
4. Алиев Р., Алиназарова М.А., Икрамов Р.Г., Исманова О.Т. Влияния температуры на эффективные значения фотогальванических характеристик солнечных элементов. International Scientifik Journal for Alternativ Energy and Ekologi, Scientifik Technical Center TATA, № 15, (137) 2013. с.36-40.
5. Aliev R., Ikramov R.G., Alinazarova M.A., Ismanova O.T. Influence of temperature on photocurrent of amorphous semiconductor-based solar element. Applied Solar Energy, 2009, Vol.45, No.3, pp. 148-150.
6. Алиев Р., Икрамов Р.Г., Исманова О.Т., Алиназарова М.А. Полуэмпирическое уравнение для температурных зависимостей фотоэлектрических параметров a-Si:H солнечных элементов. Гелиотехника, 2011, №1, с. 61-64
