Հակառակ լուսային բջիջը. Գործողության սկզբունք և կառուցվածք (ներառյալ դիագրամները)

Ինչ է արգելակը?

Արգելակը (որը նաև հայտնի է որպես ֆոտովոլտային արգելակ կամ PV արգելակ) սահմանվում է որպես էլեկտրական սարք, որը փոխում է լուսային էներգիան էլեկտրական էներգիայի ֆոտովոլտային էֆեկտի միջոցով։ Արգելակը հիմնականում պ-ն դիոդ է։ Արգելակները ֆոտոէլեկտրական արգելակների մի տեսակ են, որոնք սահմանվում են որպես սարք, որի էլեկտրական բնութագրականները, ինչպիսիք են հոսանքը, լարումը կամ դիմադրությունը, փոփոխվում են լուսին ներկայացնելու դեպքում։

Միայն առանձին արգելակները կարող են համադրվել մոդուլների մեջ, որոնք ընդհանուր ծանոթ են որպես արգելակային հարթեր։ Սովորական միակ համացանցի սիլիկոնային արգելակը կարող է արտածել մոտավորապես 0.5-0.6 վոլտ առավելագույն բաց շղթայի լարում։ Այն ինքը շատ փոքր է, բայց հիշեք, որ այս արգելակները շատ փոքր են։ Երբ դրանք համադրվում են մեծ արգելակային հարթում, կարող են արտածել նշանակալի քանակությամբ վարդարանող էներգիա։

Արգելակի կառուցվածքը

Արգելակը հիմնականում դիոդ է, ถึงแม้ว่าการก่อสร้างของมันจะแตกต่างจากไดโอด p-n แบบดั้งเดิมเล็กน้อย ชั้นเซมิคอนดักเตอร์ p-type ที่บางมากถูกเจริญเติบโตบนเซมิคอนดักเตอร์ n-type ที่หนากว่า เราแล้วทำการประยุกต์ใช้ขั้วลำดับที่ละเอียดบนชั้น p-type เซมิคอนดักเตอร์

Այդ էլեկտրոդները չեն արգելափակում լուսինը հասնել կարելիք քիչ հարթ p-տիպի շերտին։ Հենց այդ p-տիպի շերտի ներքևում կա p-n համացանց։ Մենք նաև առաջարկում ենք հոսանքի հավաքածու էլեկտրոդ n-տիպի շերտի ներքևում։ Մենք ամբողջ ժամանակավորը փակում ենք թաղանթի կողմից, որպեսզի պաշտպանենք արգելակը մեխանիկական շոկից։

Արգելակի աշխատանքի սկզբունքը

Երբ լուսինը հասնում է p-n համացանցին, լուսային ֆոտոնները կարող են հեշտորեն մտնել համացանցի մեջ, շատ կարելի քիչ հարթ p-տիպի շերտի միջոցով։ Լուսային էներգիան, որը ֆոտոնների տեսքով է, տալիս է բավարար էներգիա համացանցին ստեղծել շատ էլեկտրոն-օղակ զույգեր։ Ներս գալով լուսինը հանում է համացանցի թերմալ հավասարակշռության պայմանները։ Ազատ էլեկտրոնները դեպրեսիայի շրջանում կարող են արագ հասնել համացանցի n-տիպի կողմը։

Նմանապես, օղակները դեպրեսիայի շրջանում կարող են արագ հասնել համացանցի p-տիպի կողմը։ Երբ նոր ստեղծված ազատ էլեկտրոնները հասնում են ն-տիպի կողմը, նրանք չեն կարող ավելի շարունակ հատել համացանցը համացանցի բարիերային պոտենցիալի պատճառով։

Նմանապես, նոր ստեղծված օղակները մի անգամ հասնելով պ-տիպի կողմը չեն կարող ավելի շարունակ հատել համացանցը նույն համացանցի բարիերային պոտենցիալի պատճառով։ Քանի որ էլեկտրոնների կոնցենտրացիան դառնում է բարձր մի կողմում, այսինքն ն-տիպի կողմը համացանցի և օղակների կոնցենտրացիան դառնում է ավելի բարձր մյուս կողմում, այսինքն պ-տիպի կողմը համացանցի, համացանցը կգործեր ինչպես փոքր բատարիայի բջիջ։ Այս դեպքում ստեղծվում է լարում, որը հայտնի է որպես ֆոտոլարում։ Եթե մենք մի փոքր բեռ կապենք համացանցի վրա, ապա այնտեղ կհոսի փոքր հոսանք։

Ֆոտովոլտային արգելակի V-I հատկությունները

Արգելակում օգտագործվող նյութերը

Այս նպատակի համար օգտագործվող նյութերը պետք է ունենան մոտ 1.5eV-ի նկատմամբ լայն դիապազոն։ Սովորաբար օգտագործվող նյութերը են-

1. Սիլիկոն։

2. GaAs։

3. CdTe։

4. CuInSe2

Արգելակում օգտագործվող նյութերի ստանդարտները

1. Պետք է ունենան 1eV-1.8eV-ի նկատմամբ լայն դիապազոն։

2. Նյութը պետք է ունենա բարձր օպտիկական բացակայություն։

3. Նյութը պետք է ունենա բարձր էլեկտրական հաղորդակարգություն։

4. Անորոշ նյութը պետք է լինի բացակայությամբ և նյութի արժեքը պետք է լինի ցածր։

Արգելակի առավելությունները

1. Ոչ մի նախահաշիվ չկա այն հետ կապված։

2. Նա պետք է կարողանա շատ երկար ժամանակ աշխատել։

3. Ոչ մի նախապատրաստման արժեք չկա։

Արգելակի թերությունները

1. Նա ունի բարձր ներկայացման արժեք։

2. Նա ունի ցածր էֆեկտիվություն։

3. Մականոնային օրերին էներգիա