Optisen ominaisuudet-of-solar-solu-aineet
Aurinkokennojen optiset ominaisuudet määräävät usein aurinkokennojen tehokkuuden ja ovat prosessin suunnittelun perusta.
(1) Absorptiolaki
Kun spektrisen säteilytyksen säde I0 on ortogonaalisesti tapahtumassa puolijohdon pinnalle, heijastuksen vähentämisen jälkeen puolijohteeseen tuleva spektrinen säteilyteho on I0 (1-R), ja etäisyys etupinnasta on x puolijohteessa. Spektraalinen säteilytiheys Ix määräytyy absorptiolain mukaan: kun lamellin paksuus on d, voimme saada läpäisevyyden täydellisemmän likiarvon.
Yhden kiteisen pii -, gallium - arsenidin ja joidenkin tärkeiden aurinkokennomateriaalien absorptiokertoimen ja aallonpituuden välinen suhde
(2) Sisäinen imeytyminen
Atomikuvissa silikonin sisäistä absorptiota voidaan ymmärtää sillä, että fotoni herättää piiatomin, jolloin valenssielektroni muuttuu vapaaksi elektroniksi ja jättää aukon kovalenttisessa sidoskauhassa. Kokeet ovat havainneet, että vain ne fotonit, joiden hu on suurempi kuin kielletty kaistanleveys, voi tuottaa sisäistä absorptiota.
Ilmeisesti tapahtuvan fotonin on täytettävä tai sen valon taajuus, jossa Vo-- voi tuottaa sisäistä absorptiota (taajuuden absorptioraja); λo - vain valon sisäisen imeytymisen aallonpituus (aallonpituuden absorptioraja).
Uskotaan, että pii on läpinäkyvä infrapunavalolle, jonka aallonpituus on suurempi kuin 1,15 μm.
Aurinkokennon vastaava piiri, lähtöteho ja täyttöaste
(1) vastaava piiri
Akun toimintatilan kuvaamiseksi akku- ja kuormitusjärjestelmä simuloidaan usein vastaavalla piirillä.
1. Jatkuva virtalähde: Kun valaistus on jatkuvassa valossa, käyttötilassa oleva aurinkokenno ei muuta sen valovirtaa toimintatilaan. Sitä voidaan pitää vakiovirtalähteenä vastaavassa piirissä.
2. Tumman virran Ibk: Osa valovirrasta kulkee kuorman RL läpi ja päätejännite U on muodostettu kuorman yli. Se puolestaan on eteenpäin biasoitu PN-risteykseen, mikä aiheuttaa tumman virran Ibk päinvastoin valokennon suuntaan.
3. Tällä tavalla laaditaan ihanteellisen PN-homojunktio-aurinkokennon vastaava piiri.
4. Sarjan vastus RS: Etu- ja takaelektrodien välisen kosketuksen takia, ja materiaalilla itsessään on tietty resistanssi, on väistämätöntä lisätä lisävastuksia pohjaan ja yläkerroksiin. Kun kuorman läpi kulkeva virta kulkee niiden läpi, se aiheuttaa väistämättä menetystä. Vastaavassa piirissä niiden kokonaisvaikutus voidaan esittää sarjavastuksella RS.
5. Rinnakkaisresistanssi RSH: Akkureunan ja mikro-halkeaman, naarmun jne. Muodostaman metallisillan vuotamisen vuoksi metalloitua elektrodia tehtäessä, osa virrasta, joka tulisi kuljettaa kuorman läpi, on lyhyt. oikosulussa. Vastus RSH on vastaava.
Kun kuormitukseen RL virtaava virta on I ja kuorman RL päätejännite on U, saadaan:
P kaavassa on lähtöteho, joka saadaan kuorman RL: stä, kun aurinkokennoa säteilytetään.
(2) Lähtöteho
Kun kuorman RL virtaava virta on I ja kuorman RL päätejännite on U, voidaan saada, että P kaavassa on kuorman RL: n saama teho, kun aurinkokennoa säteilytetään.
Kun kuormitus RL muuttuu arvosta 0 äärettömyyteen, ulostulojännite U muuttuu arvosta 0 U0C: hen ja lähtövirta muuttuu ISC: stä 0: een, jolloin piirtää aurinkokennon kuormitusominaisuuskäyrä. Kaikkia käyrän pisteitä kutsutaan työpisteeksi. Työpistettä ja alkulinjaa kutsutaan kuormituslinjoiksi. Kuorman viivan kaltevuus on sama kuin RL. Työpistettä vastaavat vaaka- ja pystysuorat koordinaatit ovat käyttöjännite ja työvirta.
Kun säädetään kuormitusresistanssi RL tietylle arvolle Rm, saadaan käyrältä piste M ja vastaavan työvirran Im ja käyttöjännitteen Um tuote on suurin, eli: Pm = ImUm
Yleensä M-piste on aurinkokennon optimaalinen toimintapiste (tai maksimiteho), Im on optimaalinen käyttövirta, Um on optimaalinen käyttöjännite, Rm on optimaalinen kuormitusvastus, ja Pm on suurin lähtöteho.
(3) Täyttöaste
1. Suurimman lähtötehon (Uoc × Isc) suhdetta kutsutaan täyttöasteeksi (FF), joka on yksi tärkeimmistä indikaattoreista aurinkokennojen lähtöominaisuuksien mittaamiseksi.
2. Täyttöaste kuvaa aurinkokennojen etuja ja haittoja. Tietyissä spektrissä säteilytyksissä sitä suurempi FF, sitä enemmän "neliö" käyrä ja sitä suurempi lähtöteho.