Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Основные характеристики солнечного элемента
1.5.1. ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА.
Основной характеристикой солнечного элемента (или фотоэлемента) является его вольт-амперная характеристика (ВАХ), полученная при различных освещённостях или световых потоках (рис. 4а). При отсутствии освещения (J = 0) вольт-амперная характеристика имеет вид характерный для обычного р-n- перехода. При увеличении освещённости (J 1 и J 2) появляется обратный ток неосновных носителей, и вся кривая смещается вниз. Точки пересечения вольт-амперной характеристики с осью напряжений соответствуют значениям фото-ЭДС (или напряжению холостого хода U хх)
при разных освещённостях (для кремниевого фотоэлемента фото-ЭДС имеет порядок ~0,5 – 0,55 В). Точки пересечения вольт-амперной характеристики с осью токов соответствуют значениям токов короткого замыкания I кз. У кремниевых фотоэлементов плотность тока короткого замыкания при средней освещённости солнечным светом имеет порядок ~20 – 25 мА/см2. По вольт-амперной характеристике при различных освещённостях фотоэлемента можно выбрать оптимальный режим работы фотоэлемента, т.е. оптимальное сопротивление нагрузки, при котором в нагрузке будет выделяться наибольшая мощность. Оптимальному режиму работы фотоэлементов соответствует наибольшая площадь вписанного прямоугольника с вершиной на вольт-амперной характеристике при заданной освещённости (рис. 4б). Для кремниевых фотоэлементов при оптимальной нагрузке напряжение нагрузки составляет ~0,35 – 0,4 В, плотность тока 15 – 20 мА/см2. Так как рабочей областью является область прямого смещения р-n- перехода и обратного тока, то обычно вольт-амперную характеристику фотоэлемента переворачивают и она имеет вид, приведённый на рис. 5.
СВЕТОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОЛНЕЧНОГО ЭЛЕМЕНТА Световые характеристики солнечного или фотоэлемента – это зависимости фото-ЭДС и тока короткого замыкания фотоэлемента от освещённости фотоэлемента При малой освещённости зависимость линейна, т.к. ток прямо пропорционален количеству родившихся электронно-дырочных пар g, которое, в свою очередь, прямо пропорционально количеству поглощённых квантов света и, следовательно, интенсивности падающего света:
I кз ~ g ~ J где J – интенсивность света. В данной работе солнечная батарея состоит из четырёх элементов (ячеек), соединённых последовательно, и имеет максимальное напряжение холостого хода 2 В. При слабых освещённостях зависимость напряжения холостого хода (U хх) от освещённости J такая же, как у тока короткого замыкания. При возрастании освещённости потенциальный барьер понижается так сильно, что прямая составляющая тока уравновешивает обратный фототок вне зависимости от степени освещённости и напряжение перестаёт увеличиваться (рис. 6).
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАСВЕТА В ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ ЭНЕРГИЮ
Коэффициент полезного действия (КПД) представляет собой отношение максимальной электрической мощности, которую можно получить от фотоэлемента, к полной мощности светового потока, падающего на рабочую поверхность фотоэлемента: К основным процессам, приводящим к уменьшению КПД фотоэлемента, относят: а) отражение от поверхности полупроводника; б) фотоэлектрически неактивное поглощение квантов света (поглощение без образования пар носителей электрон-дырка); с) рекомбинация неравновесных носителей ещё до их разделения электрическим полем p-n- перехода; д) потери мощности при прохождении тока через объёмное сопротивление базы фотоэлемента. В результате этих процессов КПД кремниевых фотоэлементов при преобразовании солнечного света в электрическую энергию составляет величину ~ 20 %. (Теоретически предельный КПД для кремния составляет 24 %). Бо́льший коэффициент полезного действия реализуют на солнечных элементах на основе арсенида галлия (GaAs), однако стоимость этого материала существенно выше и с целью удешевления солнечных элементов на основе GaAs используют концентраторы солнечной энергии.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-04-26; просмотров: 188; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 54.82.20.97 (0.004 с.) |