3-Ma’ruza: Fotodiod va quyosh elementlari Reja

3-Ma’ruza: Fotodiod va quyosh elementlari
Reja:

1. 
   Fotodiod va quyosh elementlari.
   
2. 
   Nazorat savollari
   

Tayanch so‘zlar: fotogalvanik element, parallel ulash, quyosh batareyasi, foto e.d.s., fototok.
Elektr energiyasini noan’anaviy usulda ishlab chiqarish rivojlanib bormoqda, chunki yoqilg‘ini isrof qilmasdan elektr energiyasini olish istiqboli porloq usul hisoblanadi.
Shamoldan foydalanib elektr energiyasini olish. Organik moddalardan moddalarning kimyoviy reaksiyasi natijasida hayvon chiqindilaridanva quyosh nuridan foydalanib elektr energiyasini olish mumkin.
Bularning ichida quyosh nuridan foydalanib energiya olish qulay usuldir.
Quyosh nuri keng diapazon chastotali elektromagnit energiyasi bo‘lib, ko‘z bilan ko‘rinadigan to‘lqin uzunligi .
Quyosh nurini elektr energiyasiga o‘zgartirib beradigan elementlarga fotogalvanik elementlar deyiladi. Fotogalvanik elementlarning materiali selen, kremniy va rasenid galliy hisoblanadi. Selen va kremniydan tayyorlangan fotogalvanik elementdan 0,45 0,6 В gacha, arsenid galliydan tayyorlangan fotogalfanik elementdan 0,87 В gacha chiqish kuchlanishi olish mumkin.
Fotogalvanik element quyidagicha tayyorlanadi: ikkita yupqa kremniy plastinkasining birida asosiy zaryad tashuvchilar elektronlar (n), asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar kovaklar (р), ikkinchi plastinkada asosiy zaryad tashuvchilar kovaklar (р), asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilar elektronlar (n) bo‘ladi. Bularni bir – biriga yopishtirsak, o‘rta qismida diffuziya natijasida asosiy zaryad tashuvchilari n bo‘lgan ristallning chegara qismida musbat qatlam, asosiy zaryad tashuvchilar р bo‘lgan kristallning chegara qismida manfiy qatlam hosil bo‘ladi, ya’ni kristallarning chegara qismida p – n qatlam hosil bo‘ladi.
Yorug‘lik nuri plastinkaga 90⁰ burchak ostida tushsa, n oblastidagi kovaklar r ga, r oblastidagi elektronlar n ga o‘tadi. Natijada kristallarda bir xil ishorali zaryadlarningkonsentratsiyasi oshadi va potensiallar farqi hosil bo‘lib, E.Y.K.ning oshishiga olib keladi. Kristallarning tashqi qismi orqali zanjir hosil qilinib qarshilik ulansa, zanjirdan fototok I_f oqadi. Fotogalvanik elementning chiqishidagi tok yuzaga tushayotgan yorug‘lik nurining quyuqligiga va kristall yuzasining kattalashuviga to‘g‘ri proporsional. Ammo fotogalvanik yuzasining kattaligiga bog‘liq emas. Ko‘pincha fotogalvanik elementning chiqishidagi kuchlanish 0,45 V ga teng bo‘ladi. Quyosh batareyasidan chiqadigan kuchlanishni oshirish uchun otogalvanik elementlarni bir nechtasini ketma – ket ulash lozim (3.1 – rasm)

3.1- rasm
Tokni oshirish uchun fotogalvanik elementlar parallel ulanadi. Fotogalvanik elementlarning bir nechtasini ketma – ket ulanganda birinchi fotogalvanik elementning manfiy qutbi bilan ulanadi. Fotogalfanik element parallel ulanganda elementlarning qutblari os ravishda ulanadi.
Agar quyosh batareyasida bir vaqtda tok va kuchlanishni oshirish kerak bo‘lsa, yuklama uchun kerakli tok va kuchlanish fotogalvanik elementlarni ketma – ket va parallel ulab hosil qilinadi (3.2 – rasm)

3.2-rasm. a,b,v
5.1, b – rasmdagi prinsipial sxema uchun: kuchlanish U_a=1,35 V, tok kuchi I_ф=0,1 А bo‘lsa, quvvat Р=0,135 Vt ga teng
5.1, а – rasmdagi prinsipial sxema uchun: kuchlanish U_a=0,45 В, tok kuchi I_ф=0,3 А bo‘lsa, quvvat Р=0,135 Vt ga teng
5.1, v – rasmdagi prinsipial sxema uchun: kuchlanish U_a=1,35 V, tok kuchi I_ф=0,3 А bo‘lsa, quvvat Р=0,405 Vt ga teng
Quyidagi sxemalarda quyosh elementlaridan U=1,8 V, I=0,2 A parametrli elektr manba va U=0,9 V, I=0,5 A elektr manba olish keltirilgan.
Fotogalvanik elementlar bulutli kunlarda va qorong‘u tushganda elektr toki ishlab chiqarmaydi. Shuning uchun ularni elektr manba akkumulyatorlari bilan parallel ulab ishlatish maqsadga muvofiqdir. Fotogalvanik element elektr energiyasini ishlab chiqarmayotganda akkuulyator batareyasi ishlaydi va yuklamani elektr energiyasi bilan ta’minlaydi.
Fotogalvanik element energiyasi ishlab chiqarayotgan holatda yuklamali elektr energiyasi bilan ta’minlash bilan bir qatorda, akkumulyatorni ham zaryadlashi mumkin. Buning uchun fotogalvanik batareya, akkumulyator va yuklama parallel ulanadi. Quyosh batareyasini ishlatish qulay, xavfsiz, ekologik toza, biroq fotogalvanik elementlarni tayyorlash texnologik jixatdan qimmatroq xisoblanadi. Ammo vaqt o‘tishi bilan albatta o‘zini oqlaydi, chunki O‘zbekiston sharoitida quyoshli kunlar juda ko‘p. Shuning uchun million donalab fotogalvanik elementlar ishlab chiqaradigan sanoat korxonasini qurish va ishga tushirish maqsadga muvofiq.

Nazorat savollari

1. 
   Qanday qilib quyosh batareyasining quvvatini oshirish mumkin?
   
2. 
   Fotogalvanik elementni parallel ulaganda qaysi elektr parametri oshadi?
   
3. 
   Fotogalvanik elementni ketma – ket ulaganda qaysi elektr parametri oshadi?