O’quv materiallari ma’ruzalar matni mavzu-1: Kirish. Kursning vazifasi. Quyosh elementlarining xalq xo’jaligida qo’llanilishi. Quyosh nurlanishi. Reja

GaAs va AlGaAs strukturali materiallarning xossalari. Yer yuzida Ga ko’p uchrasa ham (1810^-4%), toza galliy olish uchun ko’p mehnat talab qilinadi. 1980 yilda yuqori toza galliyning narxi 1 kg mi 3000 $ yetdi arsenid galliy spektr ko’rinish sohasida kuchli yutiladi va kubik singoniyaga mos keladi.

7.1-jadval. GaAs va AlAs ning 300 K dagi xossalari.

Parametrlari	GaAs	AlAs
Erish temperaturasi, ^0C	1238	1740
Zichligi, g/sm^3	5,316	3,73
Issiqlik kengayish koeffisiyenti	5,9	5,2
Panjara doimiysi, nm	0,505	0,566
Elektron xossalari
ni (297 K), 10^6 sm^3	1,8
Ns , 10^17 sm^3	4,27
Ni , 10^18 sm^3	8,19
, eV	4,07	3,5
Eg, to’g’ri o’tishda, eV	1,708	2,3
Noto’g’ri o’tishda, eV	1,9	2,168
n (Nd=10^17 cm^-3), sm^2/(Vs)	4000	280
p (Na=10^17 cm^-3), sm^2/(Vs)	250
n, tipik qiymati, s	10^-9
p maksimaaal qiymati , s	610^-8
Ln, tipik qiymati, mkm	4-8
Maksimal qiymati	23
Lp, tipik qiymati, mkm	4
Maksimal qiymati	5-6

AlGaAs-GaAs li konsentrat quyosh elementlari. Konsentrasiyaning yuqori darajasida konsentrat sistemada GaAs struktura asosida yaratilgan quyosh elementlarini ishlatish uchun boshqa prosedura talab qilinadi. Yorug’lik oqimi intensivligi oshishi bilan uning FIKi oshadi. 10³ va undan yuqori konsentrasiya darajasida oqimdan foydalanish effektivlidir. Asosiy muammo yuqori darajali konsentrasiyada tokni effektiv yig’ish talab qilingan R_s (kontakt qarshilik) 10^-3 Omsm dan oshmasligi kerak. AlGaAs strukturali qatlam tok yig’ishda asosiy rol o’ynaydi. Shuning uchun qatlam qarshiligi bilan, undan o’tuvchi yorug’lik miqdori va tok beruvchi yuzasi bilan o’zaro muvofiqlik bo’lishi kerak.

GaAs asosidagi quyosh elementlarida Dember effekti yetarlicha paydo bo’lmaydi. (Dember EYuK 1mE) Foto generasiyali tashuvchilar konsentrasiyasi (210¹³ sm^-3, bunda c=10³) asosiy zaryad tashuvchilar konsentrasiyasiga nisbatan kam. Intensiv yorug’lik oqimida ishlovchi element konstruksiyasida yorug’lik p- qatlam tomondan tushadi. Shuning uchun Dember EYuK qo’shiladi. Quyosh nurlanishida konsentrasiya darajasida suyuq fazali epitaksiya usuli bilan o’stirilgan AlGaAs – GaAs strukturali quyosh elementlari FIK (c) bilan quyidagicha bog’langan:

Rs = 0.001 Оm∙sm²

1 10 100 1000 s

7.4-rasm. AlGaAs – GaAs strukturali quyosh elementlari FIK

Nazorat savollari:

1. 
   Nima uchun GaAs kremniyga konkurent?
   
2. 
   GaAs va AlGaAs materiallarning asosiy xosschalarini ayting.
   
3. 
   Qachon gomoo’tishli GaAsda n-p-p strukturali quyosh elementlari paydo bo’ldi?
   
4. 
   Qaysi yo’l bilan getereostrukturali quyosh elementlarining xarakteristikasini yaxshilash mumkin?
   
5. 
   O’zgaruvchan taqiqlangan zona kengligini yaratishdan maqsad nima.
   

Mustaqil ish topshiriqlari (komyuterda bajara olishi uchun)

1. Getereostrukturali quyosh elementlari yaratishda material tanlash.

2. Getereostrukturali quyosh elementlarida yaratishdagi qiyinchiliklar.

3. Arsenid-galliy to’g’ri zonali yarimo’tkazgich.

4. GaAs va AlAs strukturalarning xossalari

5. Bridjmenning kristall o’stirish usuli.

6. AlGaAs-GaAs strukturali quyosh elementlarining energetik zona diagrammasi.

8- mavzu: Quyosh elementlarining FIK hisoblash. FIK ni hisoblashning asosiy bosqichlari.

Reja:

1. 
   Effektiv kvant chiqish parametri.
   
2. 
   Fotoelementlarning FIK.
   
3. 
   Atmosfera massasi.
   

Fotoelementlarning asosiy parametrlaridan biri effektiv kvant chiqish parametri (Q) dir.

Q=βγ

bunda β-har bir paydo bo’layotgan kovak va elektronlar soni. γ- materialning yig’ish koefisiyenti

Q bu har bir tushayotgan foton hisobidan paydo bo’layotgan elektron va kovaklarning qancha qismi p-n o’tishga kelib ajralib EYuK hosil qiladi. γ-shu paydo bo’lgan kovaklarning p-n o’tishga kelib ajraladigan qismi. Bu yerda yana bir muhim faktorlardan biri yutilayotgan fotonlarning taqsimotining notekisligi va ular hisobiga paydo bo’layotgan elektron va kovaklarning notekis taqsimoti hamma elektron va kovaklarning p-n o’tishiga to’la kelishini ta’minlay olmaydi (chunki hammasining bosib o’tadigan yo’li har xil). Fotoelementlarning yana bitta muhim parametrlaridan biri bu ularning FIK ni aniqlashdir. Fotoelementlarning FIK

bunda W₀- quyosh elementiga tushuvchi yorug’lik quvvati

W_k- quyosh elementi olish mumkin bo’lgan maksimal quvvat.

Quyosh elementlarining FIK atmosfera massasiga (AM) bog’liq. Agarda havo ochiq bo’lsa, quyosh vertikal tushayotgan va balandligi dengiz sathida o’sha paytdagi tushayotgan quvvat 1sm² ga 860 Vtga teng kosmosda esa 1360 Vt/m² ni tashkil qiladi.

9 - mavzu: Kremniyli quyosh elementlari. Quyosh elementlari olish uchun kerak bo’ladigan yarim o’tkazgichli meteriyallar.

Reja:

1. 
   Kremniyli quyosh elementlari
   
2. 
   Kremniy monokristallini o’stirish:
   
3. 
   O’stirishning asosiy etaplari
   
4. 
   Choxralskiy usuli
   
5. 
   Quyosh elementlari olish uchun kerak bo’ladigan yarim o’tkazgich materiallar.