Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Зи С.М. -> "Физика полупроводниковых приборов" -> 167

Физика полупроводниковых приборов - Зи С.М.

Зи С.М. Физика полупроводниковых приборов — М.: Энергия, 1973. — 656 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikapoluprovodnikovihpriborov1973.djvu
Предыдущая << 1 .. 161 162 163 164 165 166 < 167 > 168 169 170 171 172 173 .. 228 >> Следующая

выведено уравнение преобразования энер-
32
28
Рекомбинационный, ток Nb=1017cjh-3
CdTe
>USb
/W0%GaAs-30%GaP) Z(50% GaAs-N 50% GaP) \. Cds
8,6 эв
Рис. 15. Зависимость эффективности преобразования от ширины запрещенной
зоны для солнечных батарей с рекомбинационными токами [Л. 22].
гии, как это было сделано с помощью уравнений (17)-(19), но Is должно
быть заменено на /'", а показатель экспоненты разделен на 2. На рис. 15
показана зависимость к. п. д. от ширины запрещенной зоны полупроводника
при наличии рекомбинационного тока [Л. 22]. Несмотря на то, что
оптимальная ширина запрещенной зоны оказывается примерно той же, что и в
идеальном случае, к. п. д. значительно ниже.
На рис. Гб приведены результаты экспериментальных измерений и
теоретические кривые для идеального случая и для случая при наличии
рекомбинационного тока при концентрации примеси
Ю17 смг3. На рис. 16,а показана зависимость Umax от Г в кремнии.
Экспериментальные точки ложатся между теоретическими кривыми, и наклон
хорошо совпадает с теоретическим. Подобное совпадение получено на рис.
il6,6, где изображена зависимость Ртрбм от Т.
В случае, когда в солнечной батарее имеется много структурных дефектов,
зависимость прямого тока от напряжения может иметь вид
[Л. 26] ехр ^ ^ при п = 3. Такие |дефекты также приводят к
снижению к. п. д.
Последовательное сопротивление налагает другое ограничение на предельную
эффективность преобразования солнечной батареи.
700
мв
600
500
т
300
гоо
100
о
О'таЛ Нв=10,7/ем
Рекомбина -ционный ток
100 гоо °С 0 100
а) б)
Рис. 16. Экспериментальные зависимости. ,
а - экспериментальная зависимость напряжения иа разомкнутой цепи &т&х от
температуры; б - экспериментально полученная зависимость отношения
выходной мощности к току насыщения Pmpfl8 от температуры для кремниевой
солнечной батареи. Сплошные лнннн представляют собой теоретически
рассчитанные кривые для случая идеального тока, и рекомбинационного тока
[Л. 221.
Эквивалентная схема, содержащая как шунтирующее, так и последовательное
сопротивления, показана в левом верхнем углу рис. 17. Можно показать, что
вольт-амперная характеристика выражается зависимостью ![Л. 21]
In
/ + /, U-/Rs
JsRs
+ 1
J-kT
(iU-IRS).
(25)
Кривые этой зависимости при Rs ~0 ом, Rs=5 ом, RSh = °° и 100 ом
приведены на рис. 17 при тех же значениях параметров Is, Il и Т, что и на
.рис. 12,е. Мы видим, что шунтирующее сопротивление,
даже такое низкое, как 100 ом, не меняет заметно выходную мощность, в то
время как последовательнее сопротивление, равное всего 5 ом, снижает
значение выходной мощности больше чем до 30% оптимальной мощности,
соответствующей Rs=0. 'Поэтому мы можем пренебречь влиянием RBh¦ Значения
выходного тока и мощности равны:
/ = /. {ехр ^ (U JRs) ] - 1} - TLi (26)
P = /f/ = / [^ln(~^+l) + /^J- (27)
. Относительные максимальные значения выходной мощности равны 1; 0,77;
0,57; 0,27 и ,0,14 при значениях Rs, соответственно равных 0; 1; 2; 5 или
10 ом. Последовательное сопротивление солнечной батареи зависит от глу-
ма ¦ 80 ВО ВО
го
о
/-Н ¦*ф * ( -До /г
Я" Л /
1 i
/ j 5ола sh =100 о At 1< л
/ V Rs=5om
J
/
Hs-U 0oj
I'Sh R.=0
г г У
и
-0,8 -О*
о
0,В
oj е
Рис. 17. Теоретическая вольт-амперная характеристика для различных
солнечных батарей с учетом последовательного и шунтирующего
сопротивлений. Там
же - эквивалентная схема. Параметры- те же, что и на рис. 12,о [Л. 21].
бины залегания перехода, концентрации примеси в областях р- и n-типа и
конфигурации верхнего омического контакта. Для типичной кремниевой
солнечной батареи с геометрией, показанной на рис. 12,а, последовательное
сопротивление приблизительно равно 0,7 ом при освещении со стороны я-слоя
и 0,4 при освещении со стороны p-слоя (Л. 27]. Различие сопротивлений
обусловлено в основном более низким сопротивлением исходного материала я-
типа.
4. Влияние радиации. Наиболее важным применением солнечных батарей
является их применение в спутниках и космических кораблях. Облучение
частицами высокой энергии в космическом пространстве приводит к
образованию дефектов в полупроводниках, которые вызывают снижение
выходной мощности. Важно
оценить ожидаемый срок службы солнечной батареи при работе в качестве
источника мощности. Срок службы-это отрезок времени, в течение которого
источник мощности способен обеспечивать спутник электрической мощностью,
необходимой для его нормальной работы.
Из выражения для тока короткого замыкания (уравнение (23)] видно, что ток
уменьшается при уменьшении диффузионной длины
Ln или Lp. Время жизни избыточных неосновных носителей т в любой точке
при бомбардировке выражается зависимостью i[JI. 28] 1 1
(28)
где То - начальное время жизни, К' - постоянная и Ф-бомбардирующих частиц
(поток радиации).
- поток
W11 10° 10* 10" 10* 10п Исходное Поток электронов в 1 Мэв,см~г
значение
Рис. 18. Зависимость диффузионной длины от потока электронов с энергией 1
Предыдущая << 1 .. 161 162 163 164 165 166 < 167 > 168 169 170 171 172 173 .. 228 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed