Fotodioda – efekt fotoelektryczny wewnętrzny Ogniwa
Transkrypt
Fotodioda – efekt fotoelektryczny wewnętrzny Ogniwa
Fotodioda – efekt fotoelektryczny wewnętrzny Fotodioda z napędu CD Przy polaryzacji zaporowej dioda jest czułym detektorem światła. Przy braku polaryzacji na złączu powstaje siła elektromotoryczna – pracuje jako ogniwo słoneczne Złącze PIN używane w fotodiodach do szybkich systemów optycznych Optoizolacja (przetworniki) Ogniwa słoneczne Najczęściej stosowane są ogniwa krzemowe (mono lub polikrystaliczne) 1 Widmo promieniowania słonecznego Generacja i rekombinacja pary elektron-dziura – absorpcja i emisja fotonu g e n e ra c ja rekombinacja radiacyjna dziura elektron rekombinacja nieradiacyjna Energia 1 2 Fotogeneracja pary elektron-dziura w pobliżu złącza p-n 3 4 zakres użyteczny (qV) 4 3 1 2 Jasna i ciemna charakterystyka prądowo-napięciowa ogniwa słonecznego Charakterystyka „ciemna” Prąd I l = I d − I sc ⎛ ⎧ eV ⎫ ⎞ I l = I o ⎜⎜ exp ⎨ ⎬ − 1⎟⎟ − I sc ⎩ Ak BT ⎭ ⎠ ⎝ ⎧− eEa ⎫ Io = Ioo exp⎨ ⎬ ⎩ kBT ⎭ Voc Napięcie Vmp IL Imp Charakterystyka „jasna” Isc ⎞ Ak BT ⎛ I sc ⎞ Ak BT ⎛ I sc ln⎜⎜ ln⎜⎜ ⎟⎟ + 1⎟⎟ ≅ e e ⎝ Io ⎠ ⎠ ⎝ Io I eVoc = AE a − Ak B T ln sc I oo Voc = Wydajność ogniw słonecznych Prąd Charakterystyka „ciemna” η= FF = I mpVmp I mpVmp Si-c Si-µ c GaA s-c a-Si (m odule) GaA s (thin film) C IGS C IGS ( module ) C dTe (ce ll) C dTe (module) N anocr. dye Vmp η= I scVoc Ef f. ( %) 2 4.7 1 9.8 2 4.9 1 2.0 2 3.3 19.8 16.6 16.4 1 0.6 6 .5 Voc Pin Voc ( V) 0 .70 6 0 .65 4 0 .87 8 1 2.5 1 .01 1 0.669 2.643 0.848 6 .56 5 0 .76 9 I scVoc FF Pin Js c (mA /c m 2) 42 .2 38 .1 29 .3 1.3 27 .6 35.7 8.3 5 25.9 2.26 13 .4 IL FF (%) 82.8 79.5 85.4 73.5 83.8 7 7.0 7 5.1 7 4.5 71.4 63.0 Imp Napięcie Charakterystyka „jasna” Isc 3 30 Si GaAs CdTe 25 (%) 20 15 Cu(InGa)Se2 10 5 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 E (eV) Maksymalna wydajność ogniwa jednozłączowego w zależności od przerwy energetycznej warstwy absorbera. Elektrody (Ni/Al) absorber okno Eg2 Warstwa z przezroczystego tlenku przewodzącego (ZnO:Al) p Eg1 Warstwa buforowa (ZnO) Warstwa okna (CdS) n Heterozłączowe ogniwo słoneczne Warstwa absorbera (CIGS) Elektroda tylna (Mo) Podłoże szklane Cienkowarstwowa struktura z warstwą absorbera CIGS CuIn0,8Ga0.2Se2 4 Poprawa wydajności ogniw słonecznych różnych typów Ogniwa słoneczne - zastosowania Solartaxi Nuna 4 – zwycięzca World Solar Challenge Solarshuttle – Serpentine Hyde park, Londyn 5
Podobne dokumenty
Organiczne ogniwa słoneczne Ogniwa półprzewodnikowe – zasada
Granica wydajnoś wydajności Model Shockley-Queissera J. Appl. Phys 32 (1961) 510 : Fotoogniwo traci część energii poprzez promieniowanie termiczne tak jak ciało doskonale czarne (w temp. 300K to...
Bardziej szczegółowo