Изучение солнечной батареи. Фетисов И.Н. - 1 стр.

                 Московский государственный технический университет
                                имени Н. Э. Баумана

                                    И. Н. Фетисов
                         ИЗУЧЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ БАТАРЕИ
                   Методические указания к лабораторной работе Ф-2б
                               по курсу общей физики.

                            Под редакцией Л. К. Мартинсона
                       Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1999



             Рассмотрен процесс преобразования энергии света в электрическую
          энергию с помощью электронно-дырочного перехода. Описана методика
          экспериментального определения характеристик солнечной батареи. Для
          студентов 2-го курса.

                                      ВВЕДЕНИЕ
Солнечная батарея (батарея солнечных элементов) - устройство, непосредственно преобра-
зующее энергию солнечного излучения в электрическую. Действие солнечного элемента
(СЭ) основано на использовании явления внутреннего фотоэффекта. Получили распростра-
нение конструкции СЭ с р-п - переходами. При облучении в полупроводнике генерируются
дополнительные носители заряда, которые перемещаются под действием электрического по-
ля p-n-перехода и создают на внешних выводах фотоЭДС.

Цель работы - ознакомиться с процессом преобразования световой энергии в электрическую
и определить КПД преобразователя.
Данная работа является продолжением работы "Изучение электронно-дырочного перехода"
(Ф-2а), описание которой рекомендуем предварительно изучить.

                                ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Типичная конструкция СЭ показана на рис. 1. На полупроводниковую пластину с проводи-
мостью n-типа нанесен тонкий слой полупроводника p-типа. На границе двух полупроводни-
ков образуется p-n-переход. Свет падает со стороны p-слоя. Для включения СЭ в цепь име-
ются металлические контакты: сплошной со стороны n-слоя и по периферии - с освещаемой
стороны.
Напомним, что происходит в p-n-переходе в отсутствие света и внешнего источника напря-
жения. В области p-n-перехода образуется двойной электрический слой из положительных и
отрицательных ионов примесных атомов, в результате между p и n-областями возникает
контактная разность потенциалов U близкая к 1 В в переходе из кремния. При этом через пе-
реход протекают два небольших, равных по величине и противоположных по направлению
тока: не основных носителей –IS и основных носителей +IS. , в результате суммарный ток че-
рез переход равен нулю. Если к p–n -переходу подключить резистор, то ток в нем будет от-
сутствовать. Хотя в контуре имеется разность потенциалов UK между p- и n - областями, на-
пряжение на резисторе все же равно нулю так как его компенсируют контактные разности
потенциалов между полупроводниками и металлическими контактами. Таким образом, в от-