خواص نوری مواد سلول خورشیدی

خواص نوری سلول-خورشیدی-مواد

خواص نوری سلول های خورشیدی اغلب بازده نهایی سلول های خورشیدی را تعیین می کنند و پایه ای برای طراحی فرآیند هستند.

(1) قانون جذب

هنگامی که یک پرتو تابش I0 طیفی به طور نیمه رسانایی روی سطح نیمرسانا اتفاق می افتد، پس از تفریق انعکاس، تابش طیفی وارد نیمه هادی I0 (1-R) است و فاصله از سطح جلویی x در نیمه هادی است. اشعه طیفی Ix توسط قانون جذب تعیین می شود: هنگامی که ضخامت لاملا d است، ما می توانیم تقریب کامل انتقال را بدست آوریم.

رابطه بین ضریب جذب و طول موج سیلیکون تک بلوری، آرسنید گالیم و برخی از مواد مهم سلول خورشیدی

(2) جذب ذاتی

در تصاویر اتمی، جذب ذاتی سیلیکون را می توان به عنوان یک واقعیت دانست که یک اتم سیلیکون توسط یک فوتون هیجان زده می شود، و الکترون الکترون valence به تبدیل شدن به یک الکترون آزاد تبدیل می شود، در حالی که یک سوراخ در شکست پیوند کووالانست. آزمایشات نشان داده اند که تنها فوتون هایی که hu بزرگتر از عرض نوار ممنوعه می باشند، می توانند جذب ذاتی را تولید کنند.

بدیهی است که فوتون حادثه باید برآورده شود یا فرکانس نور که در آن Vo-- می تواند جذب ذاتی (حد جذب فرکانس) را تولید کند؛ λo-- فقط طول موج جذب درونی نور (حد جذب طول موج).

اعتقاد بر این است که سیلیکون برای نور مادون قرمز با طول موج بیشتر از 1.15 میکرو متر است.

مدار معادل انرژی خورشیدی، توان خروجی و فاکتور پر شدن

(1) مدار معادل

به منظور توصیف وضعیت عملکرد باتری، سیستم باتری و بار اغلب با یک مدار معادل شبیه سازی شده است.

1. منبع جریان ثابت: در زیر نور ثابت، یک سلول خورشیدی در حالت کار، جریان فوتونی آن را با حالت کار تغییر نمی دهد. این را می توان به عنوان یک منبع جریان ثابت در مدار معادل مورد توجه قرار داد.

2. Ikk current dark: بخشی از جریان فوتونی جریان را از طریق بار RL جریان می دهد و ولتاژ U پایانه در سراسر بار ایجاد می شود. به نوبه خود، آن را به جلو متصل به پیوند PN، باعث جریان Ikk تاریک در مخالف به جهت جریان فوتو.

3. به این ترتیب، مدار معادل یک سلول خورشیدی همجوشی ایده آل PN کشیده می شود.

مقاومت سری 4 RS: با توجه به تماس بین الکترود جلو و عقب و خود مواد دارای مقاومت خاصی است، مقاومت پایه و لایه های بالای آن اجتناب ناپذیر است. هنگامی که جریان جریان از طریق بار عبور از طریق آنها، ناگزیر باعث از دست دادن است. در یک مدار معادل، اثر کل آنها می تواند توسط مقاومت یک سری RS نشان داده شود.

5. مقاومت موازی RSH: با توجه به نشت لبه باتری و نشت فلزی پل در تکه های میکرو، خراش و غیره در هنگام ساخت الکترود متالیزه تشکیل شده است، بخشی از جریان که باید از طریق بار عبور شود، متصل شده RSH مقاومت برابر است.

هنگامی که جریان جریان به بار RL I است و ولتاژ پایانه بار RL U است، بدست می آید:

P در فرمول قدرت خروجی به دست آمده در بار RL زمانی که سلول خورشیدی تابش می شود.

(2) قدرت خروجی

هنگامی که جریان جریان به بار RL I است و ولتاژ ترمینال بار RL U است، می توان آن را بدست آورد که P در فرمول قدرت خروجی به دست آمده در بار RL هنگامی که سلول خورشیدی تابش می شود.

هنگامی که بار RL از 0 به بی نهایت تغییر می کند، ولتاژ خروجی U از 0 تا U0C تغییر می کند و جریان خروجی از ISC به 0 تغییر می کند، در نتیجه یک منحنی مشخصه بار از سلول خورشیدی ایجاد می شود. هر نقطه ای در منحنی، نقطه کار است. نقطه کار و خط مبدأ خطوط بار نامیده می شود. متقابل شیب خط بار برابر با RL است. مختصات افقی و عمودی مربوط به نقطه کار، ولتاژ کار و جریان کار است.

هنگام تنظیم مقاومت بار RL به یک مقدار معین Rm، نقطه M روی منحنی بدست می آید و محصول جریان فعلی مربوطه Im و ولتاژ کار Um بزرگترین است: Pm = ImUm

به طور کلی، نقطه M نقطه بهینه (یا حداکثر نقطه قدرت) سلول خورشیدی است، Im کارایی مطلوب کار است، Um ولتاژ کارایی بهینه است، Rm مقاومت به بار مطلوب است، و Pm حداکثر توان خروجی است.

(3) فاکتور پر کردن

1. نسبت حداکثر توان خروجی به (UOC × ISC) یک عامل پرکننده (FF) است که یکی از شاخص های مهم برای اندازه گیری ویژگی های خروجی سلول های خورشیدی است.

2. فاکتور پر کردن ویژگی های مزایا و معایب سلول های خورشیدی است. تحت اشعه طیفی خاص، FF بزرگتر، منحنی "مربع" بیشتر و قدرت خروجی بالاتر است.