Полупроводниковые фотоэлементы — страница 5

  • Просмотров 976
  • Скачиваний 23
  • Размер файла 17
    Кб

элементам заключаются в следующем. Прежде всего их спектральная характеристика должна наиболее полно соответствовать спектру излучения солнца. Спектральная характеристика полупроводникового материала во многом зависит от ширины запрещенной зоны -Как видно из рис. 14-11, б, спектральная характеристика кремния достаточна близка к спектру солнечного излучения. В необходимой мере отвечает этим требованиям и спектральная

характеристика сульфида кадмия.Второе важное требование — максимальный к. п. д. Как уже отмечалось, значение к. п. д. зависит от многих факторов. Можно показать tl4], что при согласованной нагрузке () Отсюда следует, что материал для солнечной батареи должен обладать максимальной чувствительностью и высоким значением - Эти условия в совокупности с первым требованием к спектральной характеристике позволяют определить оптимальную

ширину запрещенной зоны: . Оптимальным с этой точки зрения является арсенид галлия (эВ), в достаточной степени удовлетворяют этим условиям кремний ( эВ) и сульфид кадмия ( эВ). Эти материалы в основном и используются при изготовлении солнечных батарей. Устройство кремниевого элемента было показано на рис. 14-8, б. Коэффициент полезного действия кремниевых солнечных батарей достигает 15—19%, а батарей на основе арсенида галлия 13%.

Недостатками солнечных элементов этого типа (изготовленных на основе монокристаллов) являются невозможность получения большой рабочей поверхности (больше нескольких квадратных сантиметров), а также невысокое отношение мощности на выходе элемента к его массе — около 50 Вт/кг. Пленочные солнечные элементы на основе сульфида кадмия отличаются более высоким отношением мощности к массе (около 200 Вт/кг) и большей рабочей

поверхностью, но более низким к. п. д. (около 8%).