Узбекистан академия наук республики узбекистан

Адабиётлар рўйхати. 
1. Р.Алиев, О.О.Бозоров. Чиқиш соплоли реактив гидротурбинали микро–ГЭСнинг 
асосий энергетик параметрлари// Илмий хабарнома. Физика ва математика тадқиқотлари, 
2019, №1. https: //uzjournals.edu. uz/adu.
2. https://neftegaz.ru/tech-library/elektrostantsii/141447-gidroelektrostantsiya-ges/ 
3. 2020-2030 йилларда Ўзбекистон Республикасини электр энергияси билан 
таъминлаш концепцияси. https://minenergy.uz/uz/lists/view/77 
4. Хайдарова М.И. Ўзбекистонда энергетика соҳасидаги муаммолар ва уларни 
бартараф этиш йўллари. “Iqtisodiyot va innovatsion texnologiyalar” ilmiy elektron jurnali. № 1, 
yanvar-fevral, 2021 yil. 196-197 саҳифалар. 
5. “Кармана туманида Ўзбекистондаги биринчи қуёш фотоэлектр станцияси ишга 
туширилди” [электрон манба] 
https://sangzor.uz/uzbekiston/11657-karmana-tumanida-
uzbekistondagi-birinchi-uesh-fotoelektr-stanciyasi-ishga-tushirildi.html
. 
6. R.Syahputra, I. Soesanti. Renewable energy systems based on micro-hydro and solar 
photovoltaic for rural areas: A case study in Yogyakarta, Indonesia journal homepage: 
www.elsevier.com/locate/egyr. Energy Reports 7 (2021) 472–490.

---

256 
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КРЕМНИЕВОГО ФОТОЭЛЕМЕНТА С 
ПОМОЩЬЮ СЕЛЕКТИВНОГО ФОТОТЕРМОГЕНЕРАТОРА 
Зокиров С.И. 
Ферганский политехнический институт 
 
Одним из наиболее перспективных направлений развития энергетики в мире 
является преобразование солнечной энергии в электрическую с помощью 
фотоэлектрических преобразователей (ФП) из полупроводниковых материалов. Однако 
сегодня фактором, препятствующим широкому использованию солнечных элементов во 
всем мире, является температурная зависимость электрофизических свойств 
полупроводников и значительные потери энергии, и ученые уделяют пристальное внимание 
разработке устройств для решения этих проблем. Проблему преобразования солнечной 
энергии в электрическую с помощью фототермоэлектрических генераторов впервые 
исследовали российские ученые Б.В.Тарниевский, В.Н. Малевский, Э. Иорданишвили, С. 
Городецкий и узбекский ученый А. Касымахунова. Последующие практические 
исследования показали, что можно получить фототермобатареи с хорошими 
характеристиками, правильно подобрав фото и термоэлементы. В данной работе 
представлены результаты теоретических и практических исследований по 
проектированию, разработке и исследованию электрофизических и энергетических 
свойств фототермогенераторов с защитным блоком с подвижной щелью. Приведены 
результаты экспериментов, проведенных с использованием солнечных модулей МСМ 12-
700 для определения эффективности предложенной новой конструкции. Представлен 
график зависимости эффективности фотоэлемента в составе фототермогенератора 
селективного излучения от спектральной чувствительности фотоэлемента при 
освещении с разной интенсивностью. 
Идея создания высокоэффективного фототермогенератора селективного излучения 
и предварительные теоретические расчеты в этой области показывают, что данный тип 
устройств является технически экономичным и энергоэффективным [1, 2]. Однако в этих 
исследованиях не учитывалось изменение угла падения света на фототермогенератор в 
результате суточного и сезонного движения солнца, а электрофизические параметры 
фотоэлементов, использованных во время экспериментов, считались постоянными. 
Однако, известно, что кристаллические и тонкопленочные солнечные элементы 
существенно различаются по технологии изготовления, электрофизическим параметрам и 
технико-экономическим характеристикам. Однако известно, что кристаллические и 
тонкопленочные солнечные элементы существенно различаются по технологии 
изготовления, электрофизическим параметрам и технико-экономическим характеристикам. 
Даже сами кристаллические элементы существенно отличаются друг от друга по своим 
характеристикам с точки зрения электрофизических возможностей, сложности технологии 
производства 
и 
экономических 
показателей. 
Например, 
производство 
монокристаллических солнечных элементов на основе кремния - технологически сложный 
и относительно дорогой процесс. А тонкопленочные фотоэлектрические элементы могут 
состоять из нескольких полупроводниковых материалов с тонким слоем. Их толщина 
может составлять от нескольких нанометров до десятков микрометров [3], в зависимости 
от требований заказчика. Помимо трудностей, связанных с производственными 
процессами, ток, генерируемый тонкопленочными фотоэлементами, очень мал. В связи с 
этим использование солнечных элементов на фототермогенераторах на основе аморфного 
кремния a-Si: H, арсенида галлия или поликристаллических полупроводниковых 
материалов считается относительно более оптимальным решением.
Необходимо отметить, что основное отличие устройства, предложенного в [4], от 
существующих конструкций состоит в том, что фотоэлемент, который защищен от внешних 

---

257 
воздействий окружающей среды, и термоэлементы, которые блокируют нефотоактивный 
свет из внешней среды, преобразуют всю поступающую световую энергию в 
электрическую энергию. Благодаря тому, что на поверхность фотоэлемента направляются 
только фотоактивные лучи, отсутствует температурный фактор, отрицательно влияющий 
на их эффективность. Накопление концентрированной солнечной энергии на небольшой 
площади с помощью концентратора может уменьшить площадь используемых 
фотоэлектрических элементов.
Для определения эффективности предложенной новой конструкции, в первую 
очередь, отдельно анализировались электрофизические параметры фото и тепловых 
элементов, входящих в его состав. Для этого солнечный модуль МСМ 12-700, состоящий 
из фотоэлементов на основе кремния, предназначенный для зарядки свинцово-кислотных 
аккумуляторов российского производства, был помещен в защитный блок. Он освещался 
через стеклянное окно, покрытое стандартной фольгой со светопропусканием 100%, 72% и 
32%. Коэффициент преобразование составлял К=30 
люкс ∙ м
2
/Вт
при проведении 
экспериментов с использованием галогенных осветительных приборов в комнатных 
условиях, а для экспериментов, проводимых в естественных условиях, это значение 
составляло К=15 
люкс ∙ м
2
/Вт
. Расчетные мощности составляли 52,2 Вт/м
2
, 39,9 Вт/м
2
и 
26,9 Вт/м
2
соответственно при освешении 783, 559 и 403 лк. В результате расчетов было 
установлено, что значения напряжения холостого хода и тока короткого замыкания при 
этих значениях равны I
к.з.
=1,25 mA на U
х.х.
=3,91В, I
к.з.
=2,62 mA на U
х.х.
=4,75В, I
к.з.
=4,8 mA 
на U
х.х.
=5,19В 
На основании полученных результатов было определено, что максимальная 
мощность падающего света и электрический ток, полученный от элемента, равны 
Wi(52.2)=5.2 Вт, Wi(39.9)=4.0 Вт, Wi(26.9)=2.7 Вт и Wmax(52.2)=2,1 Вт, Wmax(39.9)=1,3 
Вт, Wi(26.9)=0,6 Вт соответственно. 
Для трех рассматриваемых случаев были определены следующие значения 
коэффициентов эффективности. 
η(52.2) = 0.0403 = 4.0% 
η(39.9) = 0.0325 = 3.3% 
η(26.9) = 0.0222 = 2.2% 
На основании приведенных выше результатов было обнаружено, что если 
фотоэлемент освещается с разной интенсивностью с использованием источника света с 
одинаковым спектральным составом, эффективность фотоэлемента не изменяется в 
соответствии с изменением освещенности. Хотя освещение в первом и третьем случаях 
отличается в три раза, эффективность в этих случаях отличается всего на 2%. Аналогичные 
результаты были получены в экспериментах на образцах с более высокой эффективностью 
(в среднем 15-18%). 
Эффективность фотоэлемента проверялась в фототермогенераторе, где 
эффективность преобразования света в электрическую энергию с длиной волны в диапазоне 
800-900 мкм в среднем составляла 6-7% при температуре +300С. Значение эффективности 
фотоэлемента определялось в диапазоне 9,7-10% при максимальном токе Wmax (13,4) = 
1,3Вт, полученном от фотоэлемента, освещенного с интенсивностью 201 люкс с 
использованием монохроматического светового потока. Эта цифра увеличивалась до 15-
16% с увеличением интенсивности.