Реферат

Реферат Фотоэлектрические преобразователи энергии

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 17.2.2025





                     ФО­ТО­ЭЛЕК­ТРИ­ЧЕ­СКИЕ ПРЕ­ОБ­РА­ЗО­ВА­ТЕ­ЛИ ЭНЕРГИИ.
          Для пи­та­ния ма­ги­ст­раль­ных сис­тем элек­тро­снаб­же­ния и раз­лич­но­го обо­ру­до­ва­ния на КЛА ши­ро­ко ис­поль­зу­ют­ся ФЭП; они пред­на­зна­че­ны так­же для под­за­ряд­ки бор­то­вых хи­ми­че­ских АБ. Кро­ме то­го, ФЭП на­хо­дят при­ме­не­ние на на­зем­ных ста­цио­нар­ных и пе­ре­движ­ных объ­ек­тах,  на­при­мер, в АЭУ элек­тро­мо­би­лей. С по­мо­щью ФЭП, раз­ме­щен­ных на верх­ней по­верх­но­сти крыль­ев, осу­ще­ст­в­ле­но пи­та­ние при­вод­но­го элек­тро­дви­га­те­ля вин­та од­но­ме­ст­но­го экс­пе­ри­мен­таль­но­го са­мо­ле­та (США), со­вер­шив­ше­го пе­ре­лет че­рез про­лив Ла-Манш.

          В на­стоя­щее вре­мя пред­поч­ти­тель­ная об­ласть при­ме­не­ния ФЭП - ис­кус­ст­вен­ные спут­ни­ки Зем­ли, ор­би­таль­ные кос­ми­че­ские стан­ции, меж­пла­нет­ные зон­ды и дру­гие КЛА. Дос­то­ин­ст­ва ФЭП: боль­шой срок служ­бы; дос­та­точ­ная ап­па­ра­тур­ная на­деж­ность; от­сут­ст­вие рас­хо­да ак­тив­но­го ве­ще­ст­ва или то­п­ли­ва. Не­дос­тат­ки ФЭП: не­об­хо­ди­мость уст­ройств для ори­ен­та­ции на Солн­це; слож­ность ме­ха­низ­мов, раз­во­ра­чи­ваю­щих па­не­ли ФЭП по­сле вы­хо­да КЛА на ор­би­ту; не­ра­бо­то­спо­соб­ность в от­сут­ст­вие ос­ве­ще­ния; от­но­си­тель­но боль­шие пло­ща­ди об­лу­чае­мых по­верх­но­стей. Для со­вре­мен­ных ФЭП ха­рак­тер­ны удель­ная мас­са 20 - 60 кг/кВт (без уче­та ме­ха­низ­мов раз­во­ро­та и ав­то­ма­тов сле­же­ния) и удель­ная мощ­ность  КПД пре­об­ра­зо­ва­ния сол­неч­ной энер­гии в элек­тро­энер­гию для обыч­ных крем­ние­вых ФЭ ра­вен  В кас­кад­ных ФЭП с про­зрач­ны­ми мо­но­кри­стал­ла­ми эле­мен­тов   при двух­слой­ном и  при трех­слой­ном ис­пол­не­нии. Для пер­спек­тив­ных АЭУ, со­че­таю­щих сол­неч­ные кон­цен­тра­то­ры (па­ра­бо­ли­че­ские зер­ка­ла) и ФЭП на ос­но­ве ге­те­ро­ст­рук­ту­ры двух раз­лич­ных по­лу­про­вод­ни­ков - ар­се­ни­дов гал­лия и алю­ми­ния, так­же мож­но ожи­дать .

          Ра­бо­та ФЭ ос­но­ва­на на внут­рен­нем фо­то­элек­три­че­ском эф­фек­те в по­лу­про­вод­ни­ках. Внеш­ние ра­диа­ци­он­ные (све­то­вые, те­п­ло­вые ) воз­дей­ст­вия обу­слав­ли­ва­ют в сло­ях 2 и 3 по­яв­ле­ние не­ос­нов­ных но­си­те­лей за­ря­дов, зна­ки ко­то­рых про­ти­во­по­лож­ны зна­кам ос­нов­ных но­си­те­лей р- и п-об­лас­тях. Под влия­ни­ем элек­тро­ста­ти­че­ско­го при­тя­же­ния раз­но­имен­ные сво­бод­ные ос­нов­ные но­си­те­ли диф­фун­ди­ру­ют че­рез гра­ни­цу со­при­кос­но­ве­ния об­лас­тей и об­ра­зу­ют вбли­зи нее р-п ге­те­ро­пе­ре­ход с на­пря­жен­но­стью элек­три­че­ско­го по­ля ЕК , кон­такт­ной раз­но­стью по­тен­циа­лов UK
 =
S
E
K и по­тен­ци­аль­ным энер­ге­ти­че­ским барь­е­ром WK
=eU
K  для ос­нов­ных но­си­те­лей, имею­щих за­ряд е. На­пря­жен­ность по­ля EK
 пре­пят­ст­ву­ет их диф­фу­зии за пре­де­лы по­гра­нич­но­го слоя ши­ри­ной S . На­пря­же­ние



за­ви­сит от тем­пе­ра­ту­ры Т, кон­цен­тра­ций ды­рок  или элек­тро­нов  в p- и n-об­лас­тях за­ря­да элек­тро­на е и по­сто­ян­ной Больц­ма­на k. для не­ос­нов­ных но­си­те­лей EK - дви­жу­щее по­ле. Оно обу­слов­ли­ва­ет пе­ре­ме­ще­ние дрей­фую­щих элек­тро­нов из об­лас­ти р в об­ласть п, а ды­рок - из об­лас­ти п в об­ласть р. Об­ласть п при­об­ре­та­ет от­ри­ца­тель­ный за­ряд, а об­ласть р- по­ло­жи­тель­ный, что эк­ви­ва­лент­но при­ло­же­нию к  р-п пе­ре­хо­ду внеш­не­го элек­три­че­ско­го по­ля с на­пря­жен­но­стью EВШ, встреч­но­го с EK. По­ле с на­пря­жен­но­стью EВШ - за­пи­раю­щее для не­ос­нов­ных и дви­жу­щее для ос­нов­ных но­си­те­лей. Ди­на­ми­че­ское рав­но­ве­сие по­то­ка но­си­те­лей че­рез р-п пе­ре­ход пе­ре­во­дит к ус­та­нов­ле­нию на элек­тро­дах 1 и 4 раз­но­сти по­тен­циа­лов U0 - ЭДС хо­ло­сто­го хо­да ФЭ. Эти яв­ле­ния мо­гут про­ис­хо­дить да­же при от­сут­ст­вии ос­ве­ще­ния  р-п пе­ре­хо­да. Пусть ФЭ об­лу­ча­ет­ся по­то­ком све­то­вых кван­тов (фо­то­нов), ко­то­рые стал­ки­ва­ют­ся со свя­зан­ны­ми (ва­лент­ны­ми) элек­тро­на­ми кри­стал­ла с энер­ге­ти­че­ски­ми уров­ня­ми W. Ес­ли энер­гия фо­то­на Wф
=hv (v -час­то­та вол­ны све­та, h - по­сто­ян­ная План­ка) боль­ше W, элек­трон по­ки­да­ет уро­вень и по­ро­ж­да­ет здесь дыр­ку; р-п пе­ре­ход раз­де­ля­ет па­ры элек­трон - дыр­ка, и ЭДС U0
уве­ли­чи­ва­ет­ся. Ес­ли под­клю­чить со­про­тив­ле­ние на­груз­ки RН, по це­пи пой­дет ток I, на­прав­ле­ние ко­то­ро­го встреч­но дви­же­нию элек­тро­нов. Пе­ре­ме­ще­ние ды­рок ог­ра­ни­че­но пре­де­ла­ми по­лу­про­вод­ни­ков, во внеш­ней це­пи их нет. Ток I воз­рас­та­ет с по­вы­ше­ни­ем ин­тен­сив­но­сти све­то­во­го по­то­ка Ф, но не пре­вос­хо­дит пре­дель­но­го то­ка In ФЭ, ко­то­рый по­лу­ча­ет­ся при пе­ре­во­де всех ва­лент­ных элек­тро­нов в сво­бод­ное со­стоя­ние: даль­ней­ший рост чис­ла не­ос­нов­ных но­си­те­лей не­воз­мо­жен. В ре­жи­ме К3 (RН
=0, U
Н
=IR
Н
=0) на­пря­жен­ность по­ля Евш =0,  р-п пе­ре­ход ( на­пря­жен­ность по­ля ЕК)  наи­бо­лее ин­тен­сив­но раз­де­ля­ет па­ры не­ос­нов­ных но­си­те­лей и по­лу­ча­ет­ся наи­боль­ший  ток фо­то­эле­мен­та IФ для за­дан­но­го Ф. Но в ре­жи­ме К3, как и при хо­ло­стом хо­де (I=0), по­лез­ная мощ­ность P=UН
I=0, а для 0<UН
<U
0 и 0<I<IФ бу­дет Р>0.

Рис.2. Ти­по­вая внеш­няя

ха­рак­те­ри­сти­ка крем­ний-

гер­ма­ние­во­го фо­то­эле­мен­та

          Ти­по­вая внеш­няя ха­рак­те­ри­сти­ка крем­ние­во­го ФЭ для  внут­рен­нее со­про­тив­ле­ние, обу­слов­лен­ное ма­те­риа­лом  ФЭ, элек­тро­да­ми и кон­так­та­ми от­во­дов; q - пло­щадь ФЭ) пред­став­ле­на на рис. 2. Из­вест­но, что в за­ат­мо­сфер­ных ус­ло­ви­ях , а  на уров­не Зем­ли (мо­ря) при рас­по­ло­же­нии Солн­ца в зе­ни­те и по­гло­ще­нии энер­гии све­та во­дя­ны­ми па­ра­ми с от­но­си­тель­ной влаж­но­стью 50% ли­бо при от­кло­не­нии от зе­ни­та на  в от­сут­ст­вии па­ров во­ды .

                 ФЭП мон­ти­ру­ют­ся на па­не­лях, кон­ст­рук­ция ко­то­рых со­дер­жит ме­ха­низ­мы раз­во­ро­та и ори­ен­та­ции. Для по­вы­ше­ния КПД  при­мер­но до 0,3 при­ме­ня­ют­ся кас­кад­ные двух- и трех­слой­ные ис­пол­не­ния ФЭП с про­зрач­ны­ми ФЭ верх­них сло­ев. КПД ФЭП су­ще­ст­вен­но за­ви­сит от оп­ти­че­ских свойств ма­те­риа­лов ФЭ и их тер­мо­ре­гу­ли­рую­щих за­щит­ных по­кры­тий. Ко­эф­фи­ци­ен­ты от­ра­же­ния умень­ша­ют тех­но­ло­ги­че­ским спо­со­бом про­свет­ле­ния ос­ве­щае­мой по­верх­но­сти (для ра­бо­чей час­ти спек­тра). Обу­слов­ли­ваю­щие за­дан­ной ко­эф­фи­ци­ент по­гло­ще­ния по­кры­тия спо­соб­ст­ву­ет ус­та­нов­ле­нию не­об­хо­ди­мо­го те­п­ло­во­го ре­жи­ма в со­от­вет­ст­вии с за­ко­ном Сте­фа­на-Больц­ма­на, что име­ет важ­ное зна­че­ние: на­при­мер, при уве­ли­че­нии Т от 300 до 380 К КПД ФЭП сни­жа­ет­ся на 1/3.


           

              

1. Реферат Клиенты оптом и в розницу
2. Реферат Векторна алгебра і деякі її застосування
3. Доклад на тему Женская депрессия
4. Реферат Современные концепции естествознания
5. Реферат Разработка антикризисной стратегии предприятия поэтапно для условного предприятия
6. Статья на тему Проблема субъекта философии в современной веданте
7. Реферат на тему Jennifer Lopez Essay Research Paper Jennifer Lynn
8. Реферат Формирования и перспективы развития Тимано-Печорского ТПК
9. Реферат Функциональные стили речи 2
10. Реферат на тему Культура России 19 20 веков