Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar II xalqaro ilmiy anjumani

 
Физический смысл введенных приближений. 
При выводе и расчете 
вольтамперной характеристики солнечного элемента со многими нано 
размерными гетеро переходами (1) и (2) приняты ряд физически 
обоснованных модельных требований: 
- Ток через внешнюю нагрузку формируется во многих параллельно 
соединенных, независимых и одиночных контактных структурах.
- Ток определен просто как алгебраическая сумма идентичных микро 
токов от каждой ячейки эквивалентной схемы.
- 
Экспериментально 
измеряемые 
параметры 
вольтамперной 
характеристики (ток короткого замыкания, напряжение холостого хода) 
считаются известными и вводятся как расчетные параметры.
- Ток через внешнюю нагрузку во всем диапазоне изменения 
напряжений считается положительным.
- Генерируемая мощность всей электрической цепи солнечного элемента
с нано размерными гетеро переходами начиная с у=0 увеличивается с ростом 
у (напряжения) до некоторого максимума Ψ
m
, затем, пройдя максимум, и 
снова при у=1 (или U
р
= U
*
) становится равной нулю. 
Анализ полученных результатов. 
Анализ полученных результатов 
показывает, что величина максимальной мощности коэффициент полезного 
действия существенно определяется параметрами солнечного элемента с 
нано размерными гетеро переходами: Ω и α·U* и соотношениями между 
ними. 
Из трансцендентного уравнения (5) следует, что левая растущая 
экспоненциальная часть е
у
m
α·U* 
равняется правой, асимптотически 

---

Fotoenergetikada nanostrukturali yarimo‘tkazgich materiallar

II xalqaro ilmiy anjumani 
 
19-20 noyabr 2021 yil 
20 
уменьшающейся относительно y
m 
части: Ω(1+2y
m
a)/(1+τ·y
m
). Но из (5) 
следует, что во всем интервале изменения напряжения от 0 до U* (у ≤ 1), 
величина нормированного тока f должна быть положительной. А это 
возможно при условии е
уα·U* 
> Ω, которое гарантированно выполняется 
вблизи границы у ≤ 1. Отметим, что е
уα·U* 
и Ω сами по себе большие, но 
достаточно близкие друг другу числа.
Поскольку Ω > 1 и а = е
α·U*
/Ω – 1, то убывание правой части (5) 
возможно при (1+2y
m
a)/(1+ α·U*y
m
) < 1. 
Сочетание всех этих условий: е
уα·U* 
> Ω, Ω > 1, (1+2y
m
a)/(1+α·U*y
m
) < 1 
и 2а < α·U*, позволяет получить соотношение, связывающее у, Ω и α·U* в 
обобщенном виде: 
е
уα·U* 
> Ω > 2·е
уα·U*
/(2 + α·U*) 
(7) 
Из этого неравенства следует, что наибольшая эффективность 
солнечного элемента с нано размерными гетеро переходами проявляется, 
когда 
Ω=I
L
/I
oo
+1 
≥
2·е
е U*/(A·k·T)
/(2+е·U
*
/(A·k·T))=2·е
α·U*
/(2+е·U
*
/(A·k·T). 
(8) 
Из условия Ω 
≥ 
2·е
α·U*
/(2+α·U*) следует, что величина максимального 
напряжения U
m
должна быть близка к граничному напряжению U*, то есть 
U
m
≤ 
U*. 
Именно при одновременном выполнении неравенств (7) и U
m
≤ U* 
возможно 
достижение 
максимальное 
значение 
η
m
- 
показателя 
эффективности солнечного элемента с нано размерными гетеропереходами. 
Перечислим ряд комбинаций чисел 
Ω 
= 1 + I
L
/I
o 
и е
е·U*/(A·k·T)
, подстановка 
которых в (6) дадут высокую эффективность солнечного элемента с нано 
размерными гетеро переходами. При этом для определения высокой 
эффективности необходимо чтобы е
е·U*/(A·k·T)
и Ω были практически близки 
друг другу по величине, несмотря на условие 
e
τ 
> Ω. 
Ω=8 и е
α·U*
=10 
Ω=21 и е
α·U* 
=24 
Ω=51 и е
α·U* 
=56 
Ω=101 и е
α·U* 
=111
Ω=201 и е
α·U* 
=203 
Температурные вариации или изменения А - коэффициента 
неидеальности диода влияет на величину е
α·U*
и показателя экспоненты 
е·U
*
/(A·k·T). Например, при увеличении A·k·T резко меняется вид 
вольтамперной характеристики или за счет температуры или изменения А.