Êàê âûáðàòü ËÇÑ
12.02.2024
Ñîçäàííàÿ íàìè êîíñòðóêöèÿ ïîëóïðîâîäíèêîâîãî ïðåîáðàçîâàòåëÿ ñîëíå÷íîé ýíåðãèè (ÏÏÑÝ) îáëàäàåò óëó÷øåííûìè ýëåêòðîôèçè÷åñêèìè ïàðàìåòðàìè.
Êîíñòðóêòèâíî ÏÏÑÝ ñîñòîèò èç ïîëóïðîâîäíèêîâîé ð+-p-i-n+ ôîòî÷óâñòâèòåëüíîé ñòðóêòóðû, âêëþ÷àþùåé n+-ñëîé øèðîêîçîííîãî ïîëóïðîâîäíèêà (ïîäëîæêà), íà êîòîðîé ïîñëåäîâàòåëüíî ðàçìåùåí i-ñëîé ñîáñòâåííîé ïðîâîäèìîñòè, p-ñëîé è ð+-ñëîé , êîòîðûå âûïîëíåíû èç òîãî æå øèðîêîçîííîãî ïîëóïðîâîäíèêà.
Íà ñèëüíîëåãèðîâàííîì ð+-ñëîå ñôîðìèðîâàí ïðîâîäÿùèé ñëîé èç ñâåòîïðîçðà÷íîãî ìàòåðèàëà, îäíîâðåìåííî ÿâëÿþùèéñÿ ïðîñâåòëÿþùèì ñëîåì. Íà ïðîâîäÿùèé ñëîé, ÿâëÿþùèéñÿ îìè÷èñêèì êîíòàêòîì ê ð+-ñëîþ øèðîêîçîííîãî ïîëóïðîâîäíèêà, íàíåñåí âíåøíèé ìåòàëëè÷åñêèé âûâîä. n+-ñëîé øèðîêîçîííîãî ïîëóïðîâîäíèêà ðàçìåùåí íà ìåòàëëè÷åñêîì îñíîâàíèè, ÿâëÿþùèìñÿ âíåøíèì âûâîäîì ÏÏÑÝ.
Ïðè âîçäåéñòâèè êâàíòîâ ñâåòà íà ðàáî÷óþ ïîâåðõíîñòü ÏÏÑÝ ñî ñòîðîíû ýëåêòðîïðîâîäÿùåãî ïðîñâåòëÿþùåãî ñëîÿ ôîòîíû ñ ýíåðãèÿìè
Åv ≥ Åg, ãäå Åg øèðèíà çàïðåù¸ííîé çîíû øèðîêîçîííîãî ïîëóïðîâîäíèêà, ïðîõîäÿò ïðîñâåòëÿþùèé ñëîé, òîíêèé ð+-ñëîé øèðîêîçîííîãî ïîëóïðîâîäíèêà, ð-ñëîé, äîñòèãàþò i-ñëîÿ ñîáñòâåííîé ïðîâîäèìîñòè è ñîçäàþò â ð-ñëîå è i-ñëîå øèðîêîçîííîãî ïîëóïðîâîäíèêà èçáûòî÷íóþ êîíöåíòðàöèþ íîñèòåëåé çàðÿäà.
Èçáûòî÷íàÿ êîíöåíòðàöèÿ ôîòîãåíåðèðîâàííûõ ýëåêòðîíîâ è äûðîê â ð-ñëîå è i-ñëîå îïðåäåëÿåòñÿ èç çàâèñèìîñòè
Δn=βη Iv τn, Δp= βη Iv τp (1), ãäå β - êâàíòîâûé âûõîä, η - êîýôôèöèåíò ïîãëîùåíèÿ ñâåòà â ð-ñëîå è i-ñëîå , Iv -èíòåíñèâíîñòü ñâåòà, τn, τp - âðåìÿ æèçíè èçáûòî÷íûõ ýëåêòðîíîâ è äûðîê.
Ôîòîãåíåðèðîâàííûå ýëåêòðîíû è äûðêè ðàçäåëÿþòñÿ ýëåêòðè÷åñêèì ïîëåì ïåðâîãî p-i ïåðåõîäà è âòîðîãî i-n+ ïåðåõîäà, ïðè÷åì äûðêè äâèæóòñÿ ê âåðõíåìó îìè÷åñêîìó êîíòàêòó – ïðîâîäÿùåìó ñëîþ, à ýëåêòðîíû ê n+- ñëîþ, âûïîëíÿþùåìó ôóíêöèè íèæíåãî îìè÷åñêîãî êîíòàêòà ÏÏÑÝ. Âñëåäñòâèå ðàçäåëåíèÿ çàðÿäîâ íà ïîñëåäîâàòåëüíî ñîåäèí¸ííûõ ð+-i è i-ïåðåõîäàõ âîçíèêàåò ñóììàðíàÿ ôîòî ÝÄÑ Ud, ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå êîòîðîé ïðè õîëîñòîì õîäå
kT
Ud = — In (Iô/ Is) (2), è òå÷åò òîê ÷åðåç i-n+ ïåðåõîä, îáóñëîâëåííûé îïòè÷åñêè ãåíåðèðîâàííûìè ýëåêòðîíàìè è äûðêàìè
Ià= Is [exp eUd ] - Iô. (3)
kT-1
Çäåñü Iô - ìàêñèìàëüíàÿ ïëîòíîñòü ôîòîòîêà, ñîîòâåòñòâóþùàÿ äàííîé îñâåùåííîñòè; Is - òîê íàñûùåíèÿ p-n ïåðåõîäà.
 îáùåì ñëó÷àå ïðè çàäàííîé èíòåíñèâíîñòè ñâåòà ôîòîòîê, îáóñëîâëåííûé èçáûòî÷íûìè íîñèòåëÿìè çàðÿäà ñ êîíöåíòðàöèÿìè Δn è Δp îïðåäåëÿåòñÿ âûðàæåíèåì:
IÔ = å(Δn μn + Δp μð) Ud.
Âåëè÷èíà ôîòî ÝÄÑ ÏÑÝÝ îïðåäåëÿåòñÿ ñóììàðíîé âûñîòîé ïîòåíöèàëüíûõ áàðüåðîâ ð-i è i- n+ ïåðåõîäîâ è ñîñòàâëÿåò âåëè÷èíó (0,8÷1,0)Â.
Ñîçäàíî ýêñïåðèìåíòàëüíîå óñòðîéñòâî – ïîëóïðîâîäíèêîâûé ïðåîáðàçîâàòåëü ñîëíå÷íîé ýíåðãèè â ýëåêòðè÷åñêóþ ðàçìåðîì 48õ48 ìì íà îñíîâå øèðîêîçîííîãî ïîëóïðîâîäíèêà-êðåìíèÿ, êîòîðûé ìîæåò èñïîëüçîâàòüñÿ êàê ýëåìåíò-ìîäóëü ñîëíå÷íîé ýëåêòðîñòàíöèè. Óñòðîéñòâî âûïîëíåíî ñòðóêòóðîé ð-i Si-ðåçêèé ïåðåõîä i-n+ Si ðåçêèé ïåðåõîä ñ âåðõíèì îìè÷åñêèì êîíòàêòîì èç ïðîâîäÿùåãî ñâåòîïðîçðà÷íîãî ñëîÿ, èçãîòîâëåííîãî èç îêèñè îëîâà-èíäèÿ. ð+-ñëîé âûïîëíåí òîëùèíîé 0,1 ìèêðîí èç êðåìíèÿ, ëåãèðîâàííîì áîðîì äî êîíöåíòðàöèè NÀ = 1021 ñì-3. ð+-ñëîé 3 êîíòàêòèðóþùèé ñ ð+-ñëîåì ñôîðìèðîâàí ïóòåì ëåãèðîâàíèÿ áîðîì ñ êîíöåíòðàöèåé NÀ = 1021 ñì-3 .
Ñèëüíîëåãèðîâàííûé n+-ñëîé âûïîëíåí èç êðåìíèÿ , îí ëåãèðîâàí äîíîðíîé ïðèìåñüþ äî êîíöåíòðàöèè NÀ = 1021 ñì-3, åãî òîëùèíà ñîîòâåòñòâóåò òîëùèíå ïîäëîæêè. Íà âåðõíèé îìè÷åñêèé êîíòàêò – ïðîâîäÿùèé ñëîé íàíåñåí âíåøíèé ýëåêòðè÷åñêèé âûâîä, ïðåäñòàâëÿþùèé ñëîé àëþìèíèÿ + íèêåëü òîëùèíîé 2 ìèêðîíà è øèðèíîé 2 ìì ïî ïåðèìåòðó êðàÿ ïðîâîäÿùåãî ñëîÿ. Êîíñòðóêöèÿ ôîòî÷óâñòâèòåëüíîé ñòðóêòóðû ÏÏÑÝ ðàçìåùåíà íà àëþìèíèåâîì îñíîâàíèè ðàçìåðîì 48 x 48 ìì, òîëùèíîé 1 ìì è ñîåäèíåíà ñ íèì òîêîïðîâîäÿùèì êëååì.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûé ïîëóïðîâîäíèêîâûé ïðåîáðàçîâàòåëü ñîëíå÷íîé ýíåðãèè ðàçìåðîì ïîëåçíîé ïëîùàäè 46 õ 46 ìì ïðè èíòåíñèâíîñòè ñîëíå÷íîãî èçëó÷åíèÿ ÐΣ = 65 ìÂò/ñì2 ïîçâîëÿåò ïîëó÷àòü ðàáî÷èé òîê I = 1,2 À, ðàáî÷åå íàïðÿæåíèå 0,9 Â, ïîëåçíóþ âûõîäíóþ ìîùíîñòü Ðâûõ = 1,2 Âò(≥480Âò/ ì2).
Ðàñ÷¸òíàÿ íàä¸æíîñòü áåçîòêàçíîé ðàáîòû ÏÏÑÝ ñîñòàâëÿåò 105 ÷àñîâ. Äëÿ èçâåñòíûõ àíàëîãîâ ýòè ýëåêòðè÷åñêèå ïàðàìåòðû ñîîòâåòñòâåííî ñîñòàâëÿþò: I = 0,21 À, ÐÂÜ1Õ = 0,15 Âò, è íàä¸æíîñòü ðàáîòû íå âûøå 2-104 ÷àñîâ.
Â.Ñû÷èê,
äîêòîð òåõíè÷åñêèõ íàóê, ïðîôåññîð,
Í.Óëàñþê,
êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê, äîöåíò.
Áåëîðóññêèé íàöèîíàëüíûé òåõíè÷åñêèé óíèâåðñèòåò.
Â.Øóìèëî,
êàíäèäàò òåõíè÷åñêèõ íàóê, äîöåíò
ÇÀÎ «Àòëàíò»
ã. Ìèíñê,
Ìàòåðèàë ïîäãîòîâëåí íà îñíîâå äîêëàäà íà Ìåæäóíàðîäíîé íàó÷íî-òåõíè÷åñêîé êîíôåðåíöèè «Ýíåðãîñáåðåæåíèå – âàæíåéøåå óñëîâèå èííîâàöèîííîãî ðàçâèòèÿ ÀÏÊ». Íîÿáðü 2011 ã.
ã. Ìèíñê.
Íîâîñòè êîìïàíèé 27.03.2024
 ìèðå 25.03.2024
Òåìà äíÿ 25.03.2024
Íîâîñòè êîìïàíèé 20.03.2024
Áåëàðóñü 20.03.2024
×òîáû îñòàâèòü êîììåíòàðèé èëè âûñòàâèòü ðåéòèíã, íóæíî Âîéòè èëè Çàðåãèñòðèðîâàòüñÿ
×èòàéòå òàêæå