ПІДХОДИ ТА ВИМОГИ ДО МОДЕЛЮВАННЯ СТРУКТУРИ НАПІВПРОВІДНИКОВОГО ШАРУ СОНЯЧНОГО ЕЛЕМЕНТА

Анотація

Розглянуті та проаналізовані існуючі моделі сонячного елемента. Встановлено, що ці моделі досліджують: залежність нормованої щільності струму від напруги зі зміною товщини фотоелектричного перетворювача, фотоелектричні характеристики фотоелектричного перетворювача в залежності від температурного коефіцієнта та різних умов освітленості. В моделях показано, що з підвищенням температури знижується значення величини коефіцієнта корисної дії, струму, коефіцієнта заповнення вольт-амперної характеристики. Аналіз моделей показав, що розрахунок основних електрофізичних параметрів (струм короткого замикання, напруга холостого ходу) виконується без урахування змін площі активної сприймаючої поверхні рельєфу напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача. Це істотно впливає на розрахунок величини вихідної потужності та коефіцієнта корисної дії, а також знижує точність та стабільність вольт-амперної та вольт-ватної характеристик сонячного елемента. Для розрахунку величини реальної площі сприймаючої поверхні напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача, запропоновано використати зміни властивостей внутрішньої структури напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача. Проведено дослідження моделі сонячного фотоелектричного перетворювача з урахуванням загальної геометричної площі поверхневого напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача. Для дослідження впливу властивостей реальної сприймаючої поверхні на вихідні параметри фотоелектричного перетворювача запропоновано використовувати модель, в якій враховується загальна геометрична площа. За результатами моделювання фотоелектричного перетворювача за допомогою програми MathCAD, побудовані вольт-амперні характеристики фотоелектричного перетворювача з геометричною площею та з реальними площами поверхні фотоелектричного перетворювача. Виявлено, що криві вольт-амперної характеристики для реальних площ сприймаючої поверхні відрізняються від кривої для геометричної топологічної площі. Запропоновано розрахунок площі активної сприймаючої поверхні рельєфу напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача проводити на основі моделювання процесів в структурі напівпровідникового шару фотоелектричного перетворювача.