Indicatorul luminos de alimentare a generat transportatorii care formează fotocurentul IPH. cantitate Iph egal cu numărul de purtători fotogenerați care au trecut prin p-n joncțiune per unitate de timp:
în care q - sarcina electronului; Pu - Puterea absorbită radiații monocromatice.
Aici se presupune că semiconductor fiecare foton absorbit de energie hv exemplu, a crea o pereche electron-gol. Această condiție este bine îndeplinită pentru celule solare bazate pe Si.
Fie p-n joncțiune este situat în apropiere de suprafața semiconductorului iluminate. Prin utilizarea celulei solare ca sursă de energie la bornele sale trebuie să fie conectat rezistență nagruzkiRn. Să considerăm mai întâi cele două cazuri extreme: 0 = Rj (scurt circuit) și RL = ∞ (modul inactiv).
În primul caz, diagrama de bandă a p-n joncțiunea iluminată nu este diferită de diagrama bandă la echilibru termic (fără iluminare și fără o tensiune de polarizare aplicată), deoarece un scurtcircuitarea extern oferă diferență de potențial zero între n - și p-regiune. Cu toate acestea, o joncțiune p-n și exterior curentul de sârmă nick curge datorită fotogenerare perechilor electron-gol în p -domain
La pierderi ohmice la zero interne în elementele solare, modul de scurtcircuit sunt echivalente cu zero tensiune de polarizare p-n joncțiune, astfel încât curentul de scurtcircuit
Fotocurentul Isc este:
Când un dialog deschis extern de circuit p-n joncțiune foto- electroni care intră în n -region se acumulează în ea și este încărcat n-regiune este negativ. Rămasă în p-regiune găuri în exces regiunile de tip p sunt încărcate pozitiv. Diferența potențială rezultată, astfel este la ralanti tensiune Ux .x. Polaritatea Ux .x. corespunde transmite prejudecată p-n joncțiune.
În modul inactiv, fotocurentul echilibrat „întunecat“ curent Im -. Valoarea absolută a „dark-lea“ curent:
în cazul în care la Iph »I 0:
unde k - constanta Boltzmann, 1,38 · 10-23 J / K = 0,86 x 10-4 eV / K; T - ab sunt temperatura absolută, K; I 0 - saturație curent; A - stabilirea caracteristicilor curent-tensiune ale p-n joncțiune, schimbarea segmentului pentru diverse grafice-ing la 1 la 2, în modul următor:
unde # 8710; U - increment tensiune pentru incrementarea densității curentului (sau o valoare absolută a curentului) la o tangentă la o singură comandă.
„Dark“ curent însoțită de recombinare minoritare, dar CITEL-curent (în acest caz - de electroni p-regiune). Atunci când acționează re-combinație de energie potențială a perechilor electron-gol sau simplu din etsya de fotoni de radiații hv ≈Eg. sau este consumat în încălzirea rețelei cristaline.
Astfel, modul de ralanti este echivalent cu un modul solar de celule de funcționare a LED-urilor, și diode redresoare în direcția înainte.
Am găsit expresia generalizată pentru p-n joncțiunea curent-tensiune de caractere bastoane iluminate. Pentru a face acest lucru, vom presupune că acesta este conectat la o sursă de alimentare cu o tensiune variabilă. Când bias polo-zhitelnom, fotocurentul IPH se scade din p-n joncțiune curent „întuneric“, iar dacă este negativ - se adaugă la acesta. Expresia pentru caracteristica curent-tensiune poate fi scrisă ca:
Să considerăm conexiunea la p-n joncțiunea sarcinii soprotiv-ment variat. Direcția actuală în sarcină, dă întotdeauna coincide cu direcția de Iph. un curent de sarcină Ir este egal cu sine rezultat curent prin p-n intersecție. Luând direcția actuală IPH este pozitiv pentru Ir poate fi scris:
în cazul în care un - tensiune de sarcină egală cu tensiunea de pe p-n intersecție. Ultima expresie descrie caracteristicile de sarcină curent-tensiune ale p-n joncțiunea iluminate.
Sub anumiți parametri de încărcare caracteristici volți ampere și o valoare dată a valorilor RL Ir și ONU sunt metoda aproximațiilor succesive (Figura 3).
curent continuu, prin p-n joncțiune care apare la o tensiune de polarizare (mers în gol) Ux .x.
Figura 3 - Caracteristicile curent-tensiune a elementului (I-V) la ieșire lumină diferită
Astfel, p-n joncțiunea iluminat poate fi reprezentat ca un circuit echivalent, în care sursa de curent generează DC fotocurentul simulează independent de tensiune p-n joncțiune și dioda este stins p-n joncțiune (Figura 4). Prin variația Rj fotocurentul redistribuite între sarcină și p-n intersecție.
Figura 4 - Schema circuitului echivalent al unei fotocelule
Puterea electrică disipată în sarcina este determinată prin formula:
În condiții de scurtcircuit și la ralanti P = 0 sau poskol-ku Ir. Un sau egal cu zero.
Astfel, celula solară este format din două plăci de siliciu interconectate. incident de lumina pe placa de sus, bate electronii din acestea, trimițându-le la placa de fund. Acest lucru creează un element de EMF. Elementele conectate în serie sunt o sursă de curent continuu. Mai multe tipuri de celule fotovoltaice comune sunt celule solare.
seria United și paralel, pentru a forma module de celule care cuprind, de exemplu, 36 de celule. La rândul său, modulele sunt colectate într-un panou cu putere de la câteva sute de wați la kilowați. Panourile solare sunt amplasate în zone deschise, pe acoperișuri, pe suprafața iluminată a diferitelor construcții. Acestea generează un curent continuu furnizat de încărcare a bateriei, și apoi printr-un standard de invertor de curent alternativ de calitate merge la consumatori.