QUYOSH ELEMENTLARINING OPTIK XUSUSIYATLARINI
OSHIRISH USULLARI
dots. Matyoqubov H.Sh (UrDU); o’qit.stajiyor O.H.Ollayarova,
o’qit.stajiyor N.O.Axmedjonov (TATU Nurafshon filiali)
Insonlarning hayot kechirishi va yaxshi yashashi uchun energiya eng
muhim ahamiyatga ega bo„lgan omildir. Energiyaga bo‟lgan talabni qondirish
hamda atrof-muhitga bezarar bo‟lgan tabiiy energiya manbaalaridan foydalanish
hozirgi kunda zamon talabiga aylanib bormoqda. O„zbekiston Respublikasi
Prezidentining O„zbekiston Respublikasida qayta tiklanuvchi va vodorod
energetikasini rivojlantirish chora-tadbirlari to„g„risidagi 2021-yil 9-apreldagi
PQ-5063 sonli qarori ham shu yo„nalishda hizmat
qiluvchi amaliy ishlardan
biridir [1].
Bugungi kunda qayta tiklanuvchi manbaalar ichida Quyosh energiyasidan
foydalanish va Quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish ancha
rivojlanib bormoqda. Chunki Quyosh eng katta bitmas-tugallanmas, ekologik
toza hamda boshqa energiya manbaalariga qaraganda eng arzon energiya
manbaidir. Quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirishda quyosh
elementlari (QE) dan foydalanamiz. Hozirgi kunda juda ko„p
turdagi quyosh
elementlari (QE) ixtiro qilindi: yakka kristall Si
asosidagi, multikristall Si
asosidagi, kremniy getrostrukturali, perovskit material asosidagi, organik
material asosidagi, anorganik material asosidagi, yupqa qatlamli Si asosidagi,
yupqa qatlamli kristall GaAs asosidagi va boshqa quyosh elementlaridan (QE)
foylalanilmoqda. Olimlar oldida turgan asosiy vazifalardan biri, Quyosh
elementlarining F.K.I. ni oshirish va muqobil energiyaning hissasini oshirish
dolzarb vazifalardan biri bo„lib turibdi. Quyosh
elementlari foydali ish
koeffitsientini oshirishning eng samarali va keng tarqalgani, quyosh
elementlarining optik xususiyatlarini yaxshilash ya‟ni yutilish koeffitsientini
oshirishdir.
Biz kremniy va GaAs asosidagi quyosh elementlarini optik xususiyatlarini
yaxshilash yo‟llarini ko‟rib chiqamiz. Kremniy elementining afzalligi uning yer
yuzasida ko„p uchrashi hamda tannarxining arzonligidadir. Lekin foydali ish
koeffitsienti ishlab chiqarishda 19,6% ni tashkil qilmoqda boshqa turdagi
quyosh elementlarining F.I.K. laboratoriya sharoitida 20-40%
ni tashkil
qilmoqda, ammo tannarx jihatdan juda qimmat. Demak quyosh elementlarining
F.I.K. ni oshirish bu yo‟nalishning dolzarb muammolaridan biridir. [2]
Yarimo„tkazgichlarning optik xususiyatlari yorug„lik to„lqin uzunligiga
kuchli bog„liqdir. Kremniy asosli QE ning qaytish koeffitsientini nur normal
tushayotgandagi holati uchun Frenel formulasidan foydalanib hisoblasak,
qaytish koeffitsienti 29% ni tashkil qiladi. Qaytib ketayotgan nur miqdorini
kamaytirish uchun QE elementlarining ustiga antireflektiv qatlam qoplanadi.
Antireftik qatlam sifatida
MgF
2
, TiO
2
va SiO
2
keng qo‟llaniladi.[3] Masalan 75
nm qalinlikdagi AlSi bilan qoplangan kremniy asosidagi quyosh elementlarining
qaytish, yutilish, o
„
tish
koeffitsientlarini o
„
rganib chiqilganda o
„
rtacha yutilish
koeffitsienti 10% ga ortib, o
„
rtacha qaytish koeffitsientini 10% ga kamayganini
ko
„
rishimiz mumkin.[4] Qaytib ketayotgan nurlar miqdorini kamaytirishning
yana bir usuli quyosh elementining yuzasida piramidalarni hosil qilishdir. Tekis
yuzaga tushgan nur bir marotaba sinadi bu esa nurning kamroq yutilishiga sabab
bo
„
ladi. Agar yuzani piramida va teksturalar bilan qoplasak, yuzada nurni
ko
„
proq marotaba sinishiga erishamiz. [5]
Quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirish
uchun eng istiqbolli
materiallardan
biri
bu
galliy
arsenidi
(GaAs)
hisoblanadi.
Ushbu
yarimo„tkazgich GaAs to„g„ridan-to„g„ri optik o„tishlar tufayli, katta optik
yutilish koeffitsientiga egaligi bilan ajralib turadi. Bundan tashqari, unga
asoslangan quyosh elementlari (QE) yuqori samaradorlikka, kremniyga
asoslangan quyosh elementlari (QE) bilan solishtirganda ancha kichik qalinlik
bilan erishish mumkin. Asosan, kamida 20% samaradorlikni olish
uchun GaAs
quyosh elementining (QE) ning qalinligi 3-4 μm bo„lishi kifoya. [6]
GaAs ning yuqoridagi afzalliklariga qaramay, konversion samaradorlikni
oshirish muammosi o„ta dolzarbdir. Optik yo„qotishlarni kamaytirishni
ta„minlash uchun foydalanilgan turli xil konstruktiv va texnologik yechimlarga:
bir qatlamli yoki ko„p qatlamli nur qaytarishga qarshi qoplamadan foydalanish
old yuzaning teksturasi, sirtda nanoipchalar,
nanozarrachalar va kvant
nuqtalarining paydo bo'lishi kabilarni kiritish mumkin. Bizning ishimizning
asosiy maqsadi GaAs QE ni alanga yordamida sintez qilingan nikel oksidi
nanozarralarini sirtga qo„llash orqali samaradorligini oshirish imkoniyatlarini
tadqiq qilishdir.[6]
