A áram-feszültség jellemző a napelem - studopediya
Takarmány előállított fény hordozók alkotó a fotoáram IPH. IPH mennyisége egyenlő a számát fotogenerált hordozók, amelyek áthaladnak a p-n átmenet egységnyi idő:
ahol q - az elektron töltése; Pu - felvett teljesítmény monokromatikus sugárzást.
Itt azt feltételezzük, hogy a félvezető egyes elnyelt foton energia hv Pl létrehozhat egy elektron-lyuk pár. Ez a feltétel is elégedettek a napelemek alapján Si.
Legyen p-n átmenet közel van a megvilágított félvezető felszínétől. Segítségével a napelem áramforrásként, hogy a terminálok kell csatlakoztatni nagruzkiRn ellenállás. Nézzük először a két szélsőséges esetekben: R = 0 (rövidzárlat), és RL = ∞ (készenléti állapotban).
Az első esetben, a sáv diagram a megvilágított p-n átmenet nem különbözik a sáv diagramot termikus egyensúly (világítás nélkül, és anélkül, hogy egy alkalmazott előfeszültség), mivel egy külső rövidrezáró biztosít nulla potenciál-különbség az N - és p-régió. Azonban, egy p-n átmenet és a külső huzal-nick folyik áram, mivel a photogeneration elektron-lyuk párok a p domén
A nulla belső ohmos veszteségek a napelemeket, a rövidzár üzemmódban egyenértékű a nulla feszültség torzítás p-n átmenet, így a zárlati áram
Fotoelektromos Isc:
Amikor egy nyitott külső áramkörben p-n átmenet fotó-elektronok belépő n -region felhalmozódnak azokban, és fel van töltve n-régió negatív. Maradó p-régió feleslegben lyukak p-típusú régiók pozitív töltésű. A kapott potenciális különbség tehát üresjáratban van feszültség Ux .x. Polaritás Ux .x. megfelel, hogy továbbítsa bias p-n átmenetet.
Készenléti állapotban a fotoáram egyensúlyban „sötét” áramát -. Az abszolút érték „sötét-edik” áram:
ahol a IPH »I 0:
ahol k - Boltzmann állandó, 1,38 · 10-23 J / K = 0,86 × 10-4 eV / K; T - ab abszolút hőmérséklet, K; I 0 - telítési áram; A - beállítás az áram-feszültség jellemzőit p-n átmenetet, a változó a szegmens különböző grafikus-ing 1-2 a következő módon:
ahol # 8710; U - feszültség növekménye a növekménye áramsűrűség (vagy abszolút értéke a jelenlegi) egy érintőleges egy nagyságrenddel.
„Dark” aktuális kíséri rekombináció kisebbségi de CITEL-áram (ebben az esetben - az elektronok p-régió). Amikor aktusok újra pályára a potenciális energia az elektron-lyuk párok vagy egyedülállók ki etsya sugárzás fotonok hv ≈Eg. vagy fogy a fűtés a kristályrácsban.
Így, az üresjárati mód megfelel az egy napelem üzemmódban a LED-ek, és az egyenirányító diódák az előre irányban.
Találunk általánosított kifejezést az áram-feszültség karakteres botok megvilágított p-n átmenet. Ehhez azt feltételezzük, hogy csatlakozik egy tápegység változó feszültséget. Amikor polo-zhitelnom torzítás, a fotoáram IPH kivonjuk a „sötét” aktuális p-n átmenetet, és ha negatív - adunk hozzá. A kifejezés az áram-feszültség karakterisztika felírható:
Tekintsük a kapcsolat a p-n átmenet a változatos soprotiv-MENT terhelést. Az aktuális irány a terhelést, így mindig egybeesik az irányt IPH. Egy terhelési áram Ir egyenlő önmagában kapott áram segítségével a p-n átmenet. Figyelembe az irányt a jelenlegi IPH pozitív a Ir felírható:
ahol Un - terhelés feszültség egyenlő a feszültség a p-n átmenet. Az utolsó kifejezés leírja a terhelési áram-feszültség jellemzőit a megvilágított p-n átmenetet.
Bizonyos paramétereket tölt voltamper jellemzői és egy adott értéke RL értékek Ir és Un a módszer az egymást követő közelítések (3. ábra).
egyenáram révén a p-n átmenet előforduló egy előfeszültséget (üresjárat) Ux .x.
3. ábra - A áram-feszültség jellemzőit az elem (I-V) a másik fénykibocsátás
Így, a megvilágított p-n átmenet úgy reprezentálható, mint egyenértékű áramkört, ahol a jelenlegi forrás generálja DC fotoelektromos szimulálja független feszültség p-n átmenet és a dióda kialszik p-n átmenet (4. ábra). Változtatásával Rl fotoáram újra elosztják a terhelést és a p-n átmenet.
4. ábra - A helyettesítő kapcsolás egy fotocella
Az elektromos disszipált teljesítmény a terhelés által meghatározott képlettel:
A rövidzárlat feltételek és alapjárati P = 0, vagy poskol-ku Ir. Un vagy nullára.
Így, a napelem két összekapcsolt szilikon lemezt. Beeső fényt a felső lemez, kopogtat elektronok abból, hogy elküldi azokat a fenéklap. Ez létrehoz egy EMF elem. A sorba kapcsolt elemek forrása egyenáram. Számos közös napelemek vannak napelemek.
Egyesült soros és párhuzamos alkotnak sejt modulok, amely például, 36 sejtekben. Másfelől, a modulok gyűjtik a panel hatalommal néhány watt több száz kilowatt. Napelemek kerülnek a nyílt területeken, háztetőre a megvilágított felület különböző konstrukciók. Generálnak egyenáramot szolgáltatott akkumulátor töltését, majd át egy inverter szabványos minőségű váltakozó áram folyik a fogyasztók számára.