Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С. -> "Физика полупроводниковых приборов Книга 2" -> 129

Физика полупроводниковых приборов Книга 2 - Зи С.

Зи С. Физика полупроводниковых приборов Книга 2 — М.: Мир, 1984. — 456 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov21984.djvu
Предыдущая << 1 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 145 >> Следующая

нагрузке существенно большие напряжения и токи. Эквивалентная схема такой
солнечной батареи показана на рис. 13 (вставка) [51. Эта батарея при
температуре 60 °С вырабатывает мощность 10 Вт с к. п. д. = 11,5 % при АМ1
(~ 100 мВт/см2); вольт-амперная характеристика касается соответствующей
кривой постоянной мощности. Значения Vm и 1т, соответствующие
максимальному выделению мощности батареей, равны 14 В и 720 мА
соответственно. Работа при пониженных температурах позволяет повысить
выходную мощность и к. и. д. батареи.
14.3.3. Влияние температуры и радиации
При увеличении температуры диффузионные длины в Si и GaAs возрастают,
поскольку коэффициент диффузии не изменяется либо растет, а время жизни
неосновных носителей возрастает при повышении температуры. Увеличение
диффузионной длины неосновных носителей приводит к возрастанию JL. Однако
величина Vxx при этом уменьшается быстрее за счет экспоненциальной
зависимости тока насыщения от температуры. Кроме того, более плавная
форма вольт-амперной характеристики при повышенных температурах приводит
к уменьшению фактора заполнения. Поэтому в целом повышение температуры
приводит к уменьшению эффективности преобразования.
Нормированные значения к. п. д. для солнечных батарей на Si и GaAs
приведены на рис. 14 [18]. В условиях протекания идеального тока
эффективность линейно уменьшается с возрастанием температуры вплоть до
~200 °С для Si и до ~300 °С для GaAs. При протекании рекомбинационного
тока к. п. д. при 20 °С на ~25 % ниже. И в этом случае к. п. д. также
уменьшается с увеличением температуры примерно по линейному закону. Из
рис. 14 видно, что повышение рабочей температуры элемента всегда приводит
к снижению к. п. д.
В космических условиях выходная мощность солнечных элементов понижается в
связи с тем, что облучение частицами высоких энергий на удаленных орбитах
приводит к образованию дефектов в полупроводнике. Поэтому важно уметь
оценивать продолжительность периода работоспособности космических
солнечных батарей. Эта продолжительность определяется временем, в течение
которого выходная мощность солнечной батареи достаточна для
функционирования аппаратуры спутника.
Из выражений (22) и (26) видно, что фототок уменьшается с уменьшением
диффузионных длин Ln и Lp. Время жизни избыточных неосновных носителей
при облучении полупроводника частицами высоких энергий меняется по закону
Т = -т- + л"ф' (38)
I г0
410
Глава 14
10С
Рис. 14. Нормированная эффективность преобразования для солнечных
элементов с р - я-переходами на Si и GaAs при идеальном (сплошные линии)
и рекомбинационном (штриховые линии) токах перехода [18].
где т0 - исходное время жизни, К' - постоянная и Ф - доза радиации [19].
Из этого выражения следует, что скорость рекомбинации неосновных
носителей пропорциональна исходной концентрации рекомбинационных центров
и их концентрации, вводимой в полупроводник в процессе облучения, причем
последняя концентрация пропорциональна дозе попадающих на полупроводник
частиц. Поскольку диффузионная длина равна УDx, a D слабо зависит от
облучения (или от уровня легирования), соотношение (38) можно записать в
виде
-тг = -тг :"*Ф. (39)
I, L Q
Солнечные батареи
411
где L0 - исходная диффузионная длина и К = К'ID. На рис. 15 приведены
измеренные зависимости диффузионной длины для трех кремниевых солнечных
элементов от дозы облучения электронами с энергией 1 МэВ. Элемент с р-
базой, чувствительный в голубой области спектра, имеет диффузионный слой
п-типа и просветляющее покрытие. Диффузионная длина в этом элементе
выбрана такой, чтобы обеспечить максимальный спектральный отклик в
голубой области спектра (0,45-0,5 мкм), на которую приходится максимум
энергии солнечного излучения. Чувствительный в голубой области спектра
элемент с я-базой аналогичен рассмотренному выше элементу с /7-базой, за
исключением того, что области п- и /7-типа здесь меняются местами. Мы
видим, что экспериментальные результаты для этих элементов неплохо
описываются уравнением (39). Кривая, проходящая через экспериментальные
точки элемента с /7-базой, рассчитана с помощью формулы (39) при L0 =119
мкм и К = 1,7-10~10. Экспериментальные точки для чувствительного в
голубой области элемента с п-базой и обычного элемента с п-базой можно
аппроксимировать с помощью формулы (39) при Ь0 - 146 мкм и К = 1,22-10-8.
Из рис. 15 видно, что радиационная стойкость элементов с р-базой
существенно выше, чем элементов с п-базой.
Для повышения радиационной стойкости в солнечные элементы вводится литий
[20], который легко диффундирует и образует
Рис. 15. Зависимость диффузионной длины, неосновных носителей от дозы
облучения электронами с энергией 1 МэВ [19].
• чувствительный в голубом свете с p-базой; Д обычный с п-базой; О
чувствительный в голубом свете с п-базой.
412
Глава 14
комплексы с радиационными точечными дефектами. Очевидно, Li нейтрализует
дефекты и препятствует деградации времени жизни. Для снижения числа
Предыдущая << 1 .. 123 124 125 126 127 128 < 129 > 130 131 132 133 134 135 .. 145 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed