Люди всегда боятся перемен

3. Yarimo'tkazgich fotovoltaik energiya konvertorlari

Quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish uchun energiya nuqtai nazaridan eng samarali qurilmalar yarim Supero'tkazuvchilar fotovoltaik transduserlar (FEP), chunki u to'g'ridan-to'g'ri, bir bosqichli energiya o'tkazuvchanligidir. Sanoat miqyosida ishlab chiqarilgan fotosellarning samaradorligi o'rtacha 16%, eng yaxshi namunalarda esa 25%.[1] laboratoriya sharoitida 40,7% samaradorlikka erishildi.

4. Fotosel ishining jismoniy printsipi
FEPGA energiyani aylantirish fotovoltaik ta'sirga asoslangan. Fotovoltaik effekt spektrning ko'rinadigan va yaqin infraqizil hududlarida yorug'lik bilan yoritilganda quyosh elementida paydo bo'ladi. Fotonlar 50mkm qalinlikdagi yarim o'tkazgich silikonli quyosh elementida so'riladi va ularning energiyasi p-n aloqasi orqali elektr energiyasiga aylanadi.
Gallium va alyuminiy arsenid turidagi heteroediklarga o'tish, 50-100 kontsentratsiyasining ko'pligi bilan quyosh nurlanishining kontsentratorlaridan foydalanish samaradorlikni 20 dan 35% gacha oshirish imkonini beradi. 1989da Boing kompaniyasi ikkita yarim o'tkazgichdan tashkil topgan ikki qavatli elementni yaratdi - arsenid va gali antimonid - quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish koeffitsienti bilan, 37% ga teng. An'anaviy silikon elementlarida infraqizil radiatsiya ishlatilmaydi, yangi element birinchi shaffof qatlamda (Dahlia arsenid) so'riladi va elektrga aylantiriladi ko'rinadigan yorug'lik va bu qatlamdan o'tadigan spektrning infraqizil qismi so'riladi va ikkinchi qatlamda (Gallia antimonid) elektr energiyasiga aylanadi, natijada samaradorlik 28%+9%=37%, bu zamonaviy issiqlik va atom elektr stantsiyalarining samaradorligi bilan juda o'xshash.
Bu heterogeneity tuzilishi quyosh hujayralari olinishi mumkin tomonidan doping shu semiconductor bilan turli aralashmalar (yaratish p-n junctions) yoki coupling turli oízr faning arxeologiya bilan turli frans gap emas energiya ajralish elektron dan atomi (yaratish heterojunctions), yoki orqali o'zgaruvchan kimyoviy tarkibi semiconductor, etakchi ko'rinishi gradient frans gap (yaratish izchil gap tuzilmalar). Bu usullarning turli xil kombinatsiyasi ham mumkin.
Transformatsiya samaradorligi heterojen yarim o'tkazgich strukturasining elektrofizik xususiyatlariga, shuningdek, FEPNING optik xususiyatlariga bog'liq bo'lib, ular orasida fotokopteriya eng muhim rol o'ynaydi. Bu quyosh nurlari bilan nurlanayotganda yarim o'tkazgichlarda ichki fotoelektr ta'sirining hodisalari bilan bog'liq.
FEPDA asosiy qaytarilmas energiya yo'qotilishi quyidagilar bilan bog'liq:

1. 
   Konverter yuzasidan quyosh nurlanishini aks ettirish,
   
2. 
   unda singishi holda FEP orqali nurlanish qismini o'tib,
   
3. 
   fotonlarning ortiqcha energiyasining panjarasining termal tebranishlarida tarqalishi,
   
4. 
   sirtlarda va FEP hajmida hosil bo'lgan foto-juftlarni rekombinatsiya qilish,
   
5. 
   konvertorning ichki qarshiligi,
   
6. 
   va boshqa jismoniy jarayonlar.
   

FEPDA barcha turdagi energiya yo'qotishlarini kamaytirish uchun turli tadbirlar ishlab chiqilmoqda va muvaffaqiyatli qo'llanilmoqda. Ular orasida:
- taqiqlangan zonaning quyosh nurlanishi uchun maqbul bo'lgan yarim o'tkazgichlardan foydalanish;
- yarimo'tkazgich strukturasining xususiyatlarini optimal doping va o'rnatilgan elektr maydonlarini yaratish orqali yaxshilashga yo'naltirilgan;
- bir hildan heterojen va varizonli yarim o'tkazgich tuzilmalariga o'tish;
- FEPNING strukturaviy parametrlarini optimallashtirish(p-n o'tishning chuqurligi, asosiy qatlam qalinligi, aloqa tarmog'ining chastotasi va boshqalar);
- ko'p funktsiyali optik qoplamalarni qo'llash, FEPNI kosmik nurlanishdan himoya qilish, issiqlik bilan tartibga solish va himoya qilish;
- asosiy absorbsiya chizig'ining chetidan quyosh spektrining uzoq to'lqin mintaqasida shaffof FEPNI ishlab chiqish;
- har bir kaskadda oldingi kaskaddan o'tgan radiatsiya va boshqalarni o'zgartirishga imkon beruvchi maxsus tanlangan yarim o'tkazgich zonasidan kaskadli FEPLARNI yaratish;
Bundan tashqari, FEPNING samaradorligini sezilarli darajada oshirish ikki tomonlama sezuvchanlik (bir tomonning mavjud samaradorligi uchun +80% gacha), luminesans qayta chiqaradigan tuzilmalardan foydalanish, quyosh spektrini ikki yoki undan ortiq spektral hududlarga oldindan ajratish, ko'p qatlamli kino yoritgichlari (dichroic nometall) yordamida, keyin spektrning har bir qismini alohida FEP va boshqalar.