Параметр
|
Для СЭ моделир
|
Для СЭ эксп.
|
Др. источ.
|
Для блока СЭ
|
Др. источ.
|
Для плоской панели
|
Др. источ.
|
Для монокристаллического кремния
|
1
|
dJкз/dТ (mA/ oC)
|
-0,00067
|
+6,5
|
+4,0
|
-0,003
|
×
|
-0,0011
|
×
|
2
|
dUхх/dТ (mV/oC)
|
-2,56
|
-2,45
|
-2,3
|
-1,56
|
×
|
-2,56
|
×
|
3
|
dFF/dТ (1/oC)
|
-0,0012
|
-0,12
|
-0,12
|
-0,02
|
×
|
-0,02
|
×
|
4
|
dŋ/dТ (1/oC)
|
-0,0128
|
-0,024
|
-0,05
|
-0,029
|
×
|
-0,034
|
×
|
Для поликристаллического кремния
|
5
|
dJкз/dТ (mA/ oC)
|
×
|
-0,004
|
+6,38
|
×
|
×
|
-0,0021
|
×
|
6
|
dUхх/dТ (mV/oC)
|
×
|
-2,85
|
-2,91
|
×
|
×
|
-5,60
|
×
|
7
|
dFF/dТ (%/oC)
|
×
|
-0,022
|
-0,12
|
×
|
×
|
-0,03
|
×
|
8
|
dŋ/dТ (%/oC)
|
×
|
-0,021
|
-0,05 %
|
×
|
×
|
-0,047
|
×
|
По результатам анализа ВАХ определены температурные коэффициенты основных фотоэлектрических параметров СП, изготовленных на основе моно- и поликристаллического кремния. Учитывая данные по моделированию кремниевых СЭ (3 глава), измерения ВАХ отдельных СЭ, блоков СЭ и солнечных панелей составлена общая таблица 4.
Сопоставлением данных табл. 3 с данными, определенными по результатам моделирования кремниевого СЭ (глава 3) можно заметить, что температурные коэффициенты несколько отличаются от данных, приведенных в известных работах. Это связано со следующими физическими соображениями. Во-первых, температурные коэффициенти моделированных СЭ на много меньше, чем экспериментальные данные. Это связано тем, что толщина моделированного СЭ слишком маленкая, из-за чего большая – видимая и инфракрасная часть солнечного излучения по спектру не поглощается в кремнии. По-видимому, обычно наблюдаемое в СЭ увеличение значений фототока с ростом температуры связано именно с этим. Во-вторых, сопоставлены изменения основных фотоэлектрических параметров моно- и поликристаллических кремниевых СЭ, научно обоснованы их различия с учетом их оптических и тепловых свойств. В-третьих, в данной работе определены особенности их поведения в условиях длительного солнечного освещения. Разработаны практические рекомендации по эксплуатации промышленных солнечных панелей. В четвертых, выявлены особенности изменения основных фотоэлектрических параметров моно- и поликристаллических кремниевых СЭ в условиях вариации плотности солнечного освещения.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
По результатам комплексного исследования путем использования современного цифрового приборно-технологического моделирования и экспериментального анализа влияния изменения температуры на электрофизические свойства кремния и основные фотоэлектрические характеристики р-п-структур, созданных на его основе, выявлены некоторые новые физические особенности и сформулированы следующие основные выводы:
1. Составлены комплексные номограммы изменения электропроводности, кинетических параметров носителей заряда, ширины запрещенной зоны кремния и фотоэлектрических параметров кремниевых р-п-структур с различными исходными уровнями легирования (1014÷1018 см-3) в зависимости от температуры окружающей среды в диапазоне 250 ÷ 350 К.
2. Впервые определены зависимости эффективной массы электронов и дырок в эмиттерном и базовом слоях кремниевых структур, которые интерпретируются в рамках теории физики полупроводников.
3. Определены особенности изменения ВАХ современных кремниевых фотоэлектрических р-п-структур, ее основных фотоэлектрических параметров при изменении температуры и установлена удовлетворительная взаимная корреляция данных, полученных методами моделированного численного расчета и выполненного эксперимента.
4. Определен физический характер воздействия наночастиц металлов с оптимальными параметрами по форме, размера, плотности распределения и вида металла, внедренных в эмиттерную область кремниевой р-п-структуры на ее температурные характеристики.
5. Предложено, разработано и внедрено новое устройство на базе стандартизованной измерительной системы “Sinton Instrument Suns-Voc”, позволяющее экспериментально исследовать в автоматическом режиме влияния изменений температуры на основные фотоэлектрические характеристики полупроводниковых структур с р-п-переходом.
6. Предложена и разработана программная система “STTemperature”, основанная на использовние современной программной “С#9,0” технологии, позволяющая обрабатывать результаты расчета международной системы “PVlighthouse” , получить в универсальном и комплексном “Exсell” виде для научного анализа.
7. Предложен и научно обоснован новый способ стимуляции умеренной температуры кремниевых фотоэлектрических преобразователей энергии за счет эффективной утилизации теплоты конвекцией воды и ее диффузионного испарения при помощи новых технических решений. Предложена конструкция полупроводникового фотоэлектрического преобразователя энергии с новой более эффективной системой охлаждения, обеспечивающая рабочую температуру не более 313 К.
SCIENTIFIC COUNCIL DSc.03/30.21.2019.FM/T.01.12 ON THE AWARDING ACADEMIC DEGREES AT THE SCIENTIFIC RESEARCH INSTITUTE OF SEMICONDUCTOR PHYSICS AND MICROELEC-TRONICS OF THE NATIONAL UNIVERSITY OF UZBEKISTAN
Do'stlaringiz bilan baham: |