Студопедия — Основные характеристики фотоэлементов
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Основные характеристики фотоэлементов






 

Каждый фотоэлемент характеризуется рядом параметров и характеристик, определяющих не только его свойства, но и пределы его применимости в технике. К основным из них относятся: вольт-амперная, световая, частотная и спектральная чувствительность, КПД.

Нагрузочные вольтамперные характеристики выражают зависимость тока нагрузки от напряжения на фотоэлементе при включении его в различные нагрузочные сопротивления и постоянной освещенности . Эта зависимость согласно рассмотренной теории имеет вид

 

При точка, лежащая на оси токов, соответствует , т.к. при , , т.е. точка пересечения вольтамперной характеристики с осью токов дает значение ..

При точка, лежащая на оси напряжений, соответствует фото-ЭДС, т.к. при , , т.е. точка пересечения вольтамперной характеристики с осью напряжений дает значение фото-ЭДС.

Рисунок. 1

 

Если освещенный фотоэлемент замкнут на сопротивление , то в цепи установится ток , величина которого определяется качеством фотоэлемента, интенсивностью освещения и величиной этого сопротивления. Вольтамперные характеристики для нескольких значений освещенностей представляют собой ряд кривых, подобных кривой рис. 1, смещенных друг относительно друга.

Световые (интегральные) характеристики выражают зависимости фото-ЭДС, тока короткого замыкания Iкз и тока нагрузки от освещённости или светового потока: 1) Uк.з=f(E), 2)Iк.з.=f(E), 3)Iн=f(E). Зависимость тока Iкз(Iкз=Iф) от освещённости в широких пределах освещённости линейна, а характеристики, выражающие зависимость тока нагрузки от освещённости, не линейны. Не линейность между током во внешней цепи и освещённостью будет тем больше, чем больше нагрузочное сопротивление, что ограничивает применение фотоэлементов для некоторых фотометрических измерений.

Коэффициент полезного действия (КПД) – отношение мощности, выделяемой фотоэлементом на нагрузке, к падающему световому потоку

(1)

Значение КПД фотоэлемента определяется потерями энергии, зависящими от применяемых материалов и конструкции фотоэлемента, а также выбором режима работы фотоэлемента (сопротивлением нагрузки, освещенностью и температурой).

Потери энергии при преобразовании энергии излучения в электрическую энергию, выделяющуюся на нагрузке фотоэлемента, могут быть подразделены на световые и энергетические потери.

Световые потери – это, прежде всего, потери на отражение светового потока от поверхностного фотоэлемента, и зависящие от длины волны падающего света. Они определяются также фотоэлектрическим неактивным поглощением света: экситонным поглощением, образованием фотонов, поглощением с возбуждением внутризонных переходов, поглощением доли светового потока, прошедшего на большую глубину, вдоль до нижнего металлического электрода.

Энергетические потери – потери количества возбужденных пар электронов и дырок или переносимой им энергии. Эти потери обусловлены рекомбинацией носителей, не прошедших до p-n – перехода, и зависят от конструкции фотоэлемента, толщины наружного слоя полупроводника и состояния его поверхности. Кроме того, если энергия квантов света значительно превышает ширину запрещенной зоны, то избыточная часть поглощенной энергии растрачивается на нагревание фотоэлемента.

Расчет показывает, что оптимальный КПД при использовании солнечного излучения можно получить, если применять полупроводник с шириной запрещенной зоны ΔΕ=1.5 эВ. При этом можно достичь теоретического КПД в 25%. Теоретический предел КПД для кремниевого фотоэлемента (ΔΕ=1.12 эВ) составляет 22-23%. Реальные кремниевые солнечные батареи имеют КПД около 13%. Энергия теряется на отражение от поверхности (20%), фотоэлектрически неактивное поглощение (10-20%), рекомбинацию созданных светом пар носителей (до 25%) и т.д.

 







Дата добавления: 2015-10-12; просмотров: 2392. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Типология суицида. Феномен суицида (самоубийство или попытка самоубийства) чаще всего связывается с представлением о психологическом кризисе личности...

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ МОЗГА ПОЗВОНОЧНЫХ Ихтиопсидный тип мозга характерен для низших позвоночных - рыб и амфибий...

Принципы, критерии и методы оценки и аттестации персонала   Аттестация персонала является одной их важнейших функций управления персоналом...

Весы настольные циферблатные Весы настольные циферблатные РН-10Ц13 (рис.3.1) выпускаются с наибольшими пределами взвешивания 2...

Хронометражно-табличная методика определения суточного расхода энергии студента Цель: познакомиться с хронометражно-табличным методом опреде­ления суточного расхода энергии...

ОЧАГОВЫЕ ТЕНИ В ЛЕГКОМ Очаговыми легочными инфильтратами проявляют себя различные по этиологии заболевания, в основе которых лежит бронхо-нодулярный процесс, который при рентгенологическом исследовании дает очагового характера тень, размерами не более 1 см в диаметре...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия