И. Т. Алдибеков
жүктеу/скачать 2,7 Mb. Pdf көрінісі
|
OIpfmz5UdRAokhv7ETqW2tM9cLGBYN
|
мұндағы q – электронның зарядының мәні; P u – фотоэлемент сіңірген жарық қуаты; hv – фотон энергиясы. u 22 Бұл жерде энергиясы Е g тең әрбір жұтылған фотон бір электрондық- тесіктік жұп тудырады деп болжайды. Бұл шарт кремний негізіндегі күндік элементтер үшін жақсы орындалады. Күндік элементтің қысқаша тұйықталу режимі кезінде және ішкі омдық шығын нөлге тең болған жағдайда p-n өткеліндегі кернеуі нөлге тең, сондықтан қысқаша тұйықталу тогы I қт фототокқа тең : I қт = I ф . p-n өткелінің сыртқы тізбегі тұйықталмаған кезде ( бос жүріс режимі ) фотоэлектрондар n -қабатқа өтіп, онда жинақталады және теріс зарядтайды. p -қабатта қалған артық тесіктер бұл обылысты оң зарядтайды. Осылайша пайда болған потенциалдар айырымы бос жүріс кернеуі U бж деп аталады. Бос жүріс режимі кезінде фототок «қараңғылық» токқа I қ тең. «Қараңғылық» токтың абсолюттік мәні: 𝐼 қ = 𝐼 0 𝑒𝑥𝑝 [( 𝑔𝑈 бж 𝐴𝑘𝑇 ) − 1] = 𝐼 ф , (2.5) бұдан I ф » I 0 болғанда: 𝑈 бж = 𝐴𝑘𝑇 𝑔 𝑙𝑛 ( 𝐼 ф 𝐼 0 + 1) ≈ 𝐴𝑘𝑇 𝑔 𝑙𝑛 𝐼 ф 𝐼 0 , (2.6) мұндағы k – Больцман тұрақтысы, 1,38·10 -23 Дж/К = 0,86·10 -4 эВ/К; Т – абсолюттік температура, К; I 0 – қанығу тогы; A – p-n -өткелінің вольт-амперлік сипаттамасының параметрі, ол 1- ден 2-ге дейін төменгідей заңдылықпен өзгереді: 𝐴 = 0,434 𝑔 𝑘𝑇 Δ 𝑈, (2.7) мұндағы ∆ U – токтың тығыздығы өскен кезде кернеудің өсуі. «Қараңғылық» ток негізгі емес ток тасығыштардың рекомбинациясы нәтижесінде пайда болады. Рекомбинация кезінде электрондық-тесіктік жұптардың потенциалдық энергиясы фотондардың сәулеге айналу арқылы бөлінеді немесе кристалдақ тордың қызуына жұмсалады. Осылайша, күндік элементтің бос жүріс режимі жарықтық диодтың жұмыс режимі мен түзеткіш диодтың өткізу режиміне сәйкес келеді. Фотоэлемент сыртқы жүктемеге қосылған кезде фототок I ф кернеудің оң бағыты кезінде p-n өткелінінің «қараңғылық» тогынан алынады, ал кернеудің теріс бағыты кезінде оған қосылады. 23 Фотоэлементтің вольт-амперлік сипаттамасының өрнегі мына түрде жазылады: 𝐼 = 𝐼 0 [𝑒𝑥𝑝 ( 𝑔𝑈 𝐴𝑘𝑇 ) − 1] − 𝐼 ф . (2.8) Кедергісі өзгеретін жүктемеге p-n өткелін қосуды қарастырйық. Жүктеме арқылы жүретін токтың бағыты фототоктың бағытымен әркез сәйкес болады, ал жүктеменің тогы I ж p-n өткелі арқылы өтетін қорытынды токқа тең. I ф тогының бағытын оң бағыт деп алсақ, онда I ж үшін мына өрнекті жазуға болады: 𝐼 ж = 𝐼 ф − 𝐼 0 [𝑒𝑥𝑝 ( 𝑔𝑈 ж 𝐴𝑘𝑇 ) − 1], (2.9) мұндағы жүктеу/скачать 2,7 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|