Muqobil energiya manbalari

19.1.-rasm. Quyosh elementlari o‘tkazishlaridagi F.I.K. spektral bog‘lanishi.
O‘zining moxiyati bo‘yicha, tadqiqot qilingan CdTe asosidagi quyosh elementlar strukturasi, CdTe asosiy qatlami va keyingi yarimo‘tkazish ulanish orasidagi qattiq qorishmaga nisbatan xosil bo‘lgan ikkita qarama-qarshi ulangan p-n o‘tishlardan iborat bo‘ladi.
Tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, eslab o‘tilgan fotoprieminiklar fotogalvanik rejimda, ya’ni qachonki tashqi kuchlanish manba yuk bo‘lgan xolda, integral yorug‘lik oqimida, qarama-qarshi ulangan o‘tishlar F.I.K. past bo‘lib,10-15% dan katta bo‘lmaydi. Ya’ni, yuqori qatlamlar o‘tkazishi koeffitsienti ~ 90% bilan tayyorlansa xam, elektron-teshikcha juftlari paydo bo‘lishida tushayotgan yorug‘lik oqimining ~ 85-90% foydalanilmaydi. Bu esa, o‘tkazish qatlamida, ya’ni qatlamlar orasidagi qattik qorishma xajmida fotoo‘tkazuvchilarning rekombinatsiya tezligining balandligi va diffuziya koeffitsientining past bo‘lishi bilan, belgilanishi mumkin.
Shuning uchun CdTe - CdO struktura misolida fotopriemniklarning fotosezgirlik spektral effektivligi, nurlanish detektori sifatida tadqiqot qilindi. To‘gri yo‘nalishda, fotodiod rejimida, yorug‘lik volt - amper xarakteristikalari λ=400nm va λ=670nm da foto EYuK belgisining inversiyasi kuzatiladi. Qarama-qarshi ulangan o‘tkazishlarning yig‘indi F.I.K rasm 20 dagi grafikdan aniqlanib, λ=400nm da 52% va λ=670nm da 76% ni tashkil qiladi. Tushayotgan fotonlar energiyasi λ=400nm va λ=670nm bo‘lganda 3,1 eV va1,85 eV tashkil etadi. Tashuvchilar generatsiyasi λ=400nm bo‘lganda yuzadan chuqirroq joylashgan bazoviy qatlamda o‘tishi mumkin. Ya’ni birinchi xolda yig‘indi spektral effektivlik yuqori rekombinatsion jarayon bilan belgilanadi, ikkinchi xolda esa, qattiq qorishma xajmida past rekombinatsion jarayon bilan aniqlanadi. Shunday qilib tadqiqot qilingan fotopriemniklar nurlanish spektrning qisqa to‘lqin qismiga nisbatan, uzun to‘lqinli qismida katta yig‘ish koeffitsientga ega.

9.2-Rasm. CdTe- CdO fotopriemnikning spektral yorug‘lik VAX

1-λ=400nm, η-=52% 2-λ=670nm, η=76%.

Kuzatish burchagi. Quyosh elementlarining kuzatish burchagi axamiyatli ekspluatatsiya parametri bo‘ladi. Shuning uchun ko‘rinish burchagi katta bo‘lgan QE ni yaratish aktual vazifa bo‘lib qoladi. O‘tkazilgan tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki [9], fotoelementning optik nurlanish manbasini kuzatish effektivligi ular yuzasining strukturasiga to‘g‘ridan-to‘g‘ri bog‘liq ekanligi ko‘rsatiladi.
Ko‘rsatilgan. donlari ustuncha strukturali Zn_xCd_1-xS qattik qorishma plyonkalar asosida effektiv FE olinadi va ulardagi don kattaligi o‘sish yo‘nalishida (30-40mkm) plenkalar qatlamini to‘lik qoplaydilar. Monokristall asosida yaratilgan fotoelementlar odatda optik nurlanish manbasini 50-70° dan katta bo‘lmagan kuzatish burchagi oralig‘ida manbaning siljishini ko‘rsatadi. Zn_xCd_1-xS polikristillik plenkalar yuzasini yorug‘lik nur bilan skanerlanishi yorug‘lik nur diametri 1-3mkm teng, λ=0,63 mkm quvvati 25 mVt geliy-neon lazer yorug‘lik manbasi yordamida va induntsirlangan tok rejimida o‘tkazildi.
Mikroskop ostida kuzatishlar, plenkatar yuzasi murakkab tuzilishga. konus yoki kesilgan konus turda ekanligini kursatdi. Eng katta konuslarning chizikli razmerlari =3-5 mkm va ular orasidagi urtacha masofasi 30-40 mkm teng. Bu eksperimental fakt shuni kursatadiki konus turdagi mikrokristallikda fototok kattaligi fonaviy fototok kattaliklaridan e’tiborli darajada past ekanligini ko‘rsatadi. Yassi ko‘rinish burchak tekshirildi va burchak aniqligi 10¹ (10 minut), 0- 180° sektorda O‘lchashlar o‘tkazildi.
FP ko‘rinish burchagi 315-480 nm nurlanish spektr diapozonida tadqiqot qilindi. Fotoelementning yassi burchagi ko‘rinish diagrammasi 20-rasmda keltirilgan bo‘lib, foto EYuKning optik o‘qdan vizirlash o‘qining, fadusda ko‘rsatilgan og‘ish, kattaligiga bog‘lanishi ko‘rsatilgan. Vizirlash o‘qi. O‘lchanish boshlanishida. optik o‘q bilan ustma-ust to‘g‘ri keltiriladi, demak (φ=0°. Shu bilan bir vaqtda vizirlash o‘qi. fotosezgir maydonchaning aylanish nuqtalaridagi o‘tgan perependikulyar chiziq bilan mustaxkam bog‘langan. Keyinchalik vizirlash o‘qining joylanishini gradusda keltiramiz. bu esa optik o‘qdan og‘ishini gradusda ifodalaydi.
21-rasm ko‘rinadi, chiqish signal darajasi 120° sektor chegarasida doimi bo‘lib qoladi. Nurlanish manbalarini kuzatish kriteriyasi deb ko‘rish burchagi diagrammasining yarim kengligi olingan, shuning uchun bu yerdan tadqiqot qilingan fotopriyomniklar ko‘rinish burchagi 120° tashkil etadi.