4-mavzu. Quyosh elementlari volt-amper tavsifi

Quyosh elementlarini tashkil qiluvchi tuzilmalarning xususiyatlarini o‘rganish 
Yuqorida keltirilgan qonuniyatlar shuni ko‘rsatadiki, har bir jarayonning 
samaradorligi YaO‘ materialning optik va elektrofizik xususiyatlariga (tuzilma 
sirtidan yorug‘likning qaytishiga, fotoionizatsiya hodisasining kvant chiqishiga, 
asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilarning diffuzion yo‘lining uzunligi Lp ga, asosiy 
yutilish chegarasining spektral holatiga va hokazolarga), p-n o‘tishning 
xarakteristikasiga (elektr tokining o‘tkazish mexanizmiga, potensial to‘siqning 
kattaligiga, xajmiy zaryad sohasining kengligiga), geometrik faktorga (baza 
materialining diffuzion yo‘li uzunligi va baza qalinligi orasidagi munosabatga, ya’ni 
Lp va ℓ ga), hamda r-p o‘tishdan ikkala n- va r-sohalardagi YaO‘ materialning 
legirlanish darajasiga bog‘likdir. Bundan tashqari ketma-ketlik qarshiligi Rp ning 
kattaligining VAX shakliga va quvvat P ga ta’sirini aniqlash zarurdir. O‘z navbatida 
ketma-ketlik qarshiligi qiymati uni tashkil qiluvchi qismlar qarshiliklari va kontakt 
qatlamlarining geometrik joylashuvi bilan ham aniqlanadi. Bir-biriga qarama-qarshi 
bo‘lgan talablarni kompromiss texnik echimlarga keltirish natijasida tushayotgan 
yorug‘lik nurlanishiga perpendikulyar joylashgan p-n o‘tishli QE konstruksiyasi 
tanlab olingan. hozirgi zamonda ayrim qo‘shimchalar kiritilgan holda (tortuvchi 
elektr maydoni kiritilishi, orqa tomondagi kontaktga izotip to‘siqlar olish, butun 
qoplamali kontaktni to‘rsimon kontaktga almashtirish, sirtqi yuzani teksturalash, 

---

orqa tomonga akslantiruvchi qoplamalar yasash) yuqoridagi konstruksiya saqlab 
qolingan. 
Quyosh elementining frontal yorug‘likni qabul qiluvchi tomoniga radiatsion-himoya 
qoplamasi, haroratni boshqaruvchi hamda yuzani 
tiniqlashtiruvchi qoplamalar olish, quyosh elementining ishlashi jarayonida material 
ichiga kiruvchi nurlanish miqdorini kupaytiradi, ortiqcha issiqlikni nurlantirish 
hisobiga kamaytiradi, va Yerda noqulay klimatik sharoitlarda va koinotda ularni 
radiatsiyadan himoya qiladi. 
Quyosh elementi frontal, optik nurlanishga qaratilgan yuzasini, odatda fosfor 
atomlari kiritilgan kremniyning yupqa qatlamidan qilinadi va uni 10²º sm
-
³ gacha va 
undan ham kuproq darajagacha legirlashadi. 
Elementning bazasiga esa bor kirishmasi 10
15
- 10
16
smˉ³ darajagacha kiritiladi. QE 
ning optik nurlanishga qaratilgan 
frontal sirtini 5-7 % gacha egallagn har xil topologiyali to‘rsimon kontakt bilan 
qoplanadi. Elementning orqa sirtining yuzasi esa butunlay qoplama yoki to‘rsimon 
qoplama bilan qoplanadi. 
p-n o‘tishdan elektr maydoni vositasida ajratilayetgan asosiy bo‘lmagan zaryad 
tashuvchilar tashqi zanjirga o‘tishi kerak. YaO‘ material frontal sirtida (n-tip 
qoplamada) zaryadlar harakati qoplama bo‘ylab bo‘lsa, quyosh elementi bazasida 
(r-tipdagi materialda) ularning harakati perpendikulyar yo‘nalishda bo‘ladi. O‘ta 
legirlangan frontal qatlamda asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilarning diffuzion 
yo‘li uzunligi bor yug‘i 0,2-0,6 mkm ni tashkil etadi, element bazasida esa bu 
kattalik 100-250 mkm gacha boradi va ularning qiymatlari zaryadlar 
konsentratsiyasi va QE tayyorlash jarayonida bajariladigan texnologik 
operatsiyalarning rejimiga bog‘lik bo‘ladi. 
Aytish joizki, quyosh elementlari tayyorlash jarayonida bajariladigan texnologik 
operatsiyalar davomida YaO‘ materialga kerak bo‘lmagan, nazorat qilib 
bo‘lmaydigan kirishmalar va rekombinatsiya markazlari paydo bo‘lishi zamirida 
uning dastlabki parametrlari o‘zgaradi. Shuning uchun, YaO‘ material 
parametrlarini quyosh elementlari tayyorlash jarayoni oxirida turli xil vositalar bilan 
qaytadan o‘lchash maqsadga muvofiqdir. 
Legirlangan frontal qatlamda diffuzion uzunlik qiymatining nisbatan kichkinaligi p-
n o‘tishni sayozroq qilishni talab qiladi (hozirgi zamon QE larida frontal qatlam 

---

qalinligini 0,3-0,5 mkm qilib olinadi). Ammo, QE ga tushayotgan Quyosh 
nurlanishining asosiy qismidan foydalanish uchun, ya’ni hν>Yeg bajarilishi uchun, 
quyosh elementi bazasi qalinligining 200 mkm dan kam bo‘lmasligi talab qilinadi. 
Bunday qalinlikdagi kremniy plastinalari nisbatan mexanik ishlov berishga yaroqli 
bo‘lishi bilan birga, ularda nurlanishning 93-95 % gacha qismi yutilishi mumkin. 
Baza sohasining qarshiligi uncha katta qiymatda bo‘lmaydi, chunki tok qalin bazaga 
perpendikulyar ravishda o‘tadi. 
Tayyorlanadigan omik kontaktning birinchi qatlami alyuminiydan qilinadi. 
Alyuminiy r-materialda kirishma bo‘lgani uchun, u kremniyga yaxshi omik kontakt 
beradi va keyin uning ustiga Ti, Pd, Ag yoki Ni va kerakli pripoy qotishmasi
qoplanadi. 
Quyosh elementining frontal n-qatlamining qarshiligi nisbatan katta bo‘lib 50-100 
Om/□ gacha borishi mumkin. Bunday qarshilikni engish uchun yuqorida 
ko‘rsatilgan materiallardan birin ketin qatlamlar o‘tqaziladi. Bu texnologik 
jarayonlar o‘tkazilishida frontal yupqa qatlamni elektrik teshilishini oldini olinishi 
talab qilinadi. 
Ilmiy tadqiqotlar shuni ko‘rsatadiki, agar frontal yupqa qatlamga kontakt materiali 
dastlab butun sirtga qoplama sifatida olinib, keyin ma’lum shaklli rasmni 
fotolitografik jarayon vositasi bilan ximik emirish orqali bajarilsa, frontal yuzada 
ko‘plab mikro teshilgan xududlar paydo bo‘lar ekan. Bu esa o‘z navbatida, shunt 
qarshiligini kamaytirib teskari to‘yinish toki Io oshirib yuborar ekan. Shuning uchun 
frontal kontaktlar topologiyasini niqob orqali yoki fotolitografik jarayonni kontakt 
olinishidan oldin o‘tkazilishi talab qilinadi. 
Yuzasi 2 x 2 sm‾² bo‘lgan QE frontal sirtining qatlam qarshiligi 50 dan 100 Om/□ 
gacha bo‘lsa, unga bir dona kengligi 0,5-1 mm li kollektor (yig‘uvchi) yo‘lkasi va 6 
dan 12 gacha undan chiquvchi kengligi 0,05-0,1 mm bo‘lgan yulkachalar 
o‘tqaziladi. Natijada ketma-ketlik qarshiligi Rp ni 0,15-0,2 Om gacha kamaytirish 
mumkin bo‘ladi. Ammo, sayoz p-n o‘tishlar tayyorlanganda (misol, ℓ = 0,15-0,4 
mkm) frontal qatlam qarshiligi 500 Om/□ gacha ortishi mumkin, u holda 4 sm
-
² 
yuzali quyosh elementda yo‘lkachalar sonini 60 gacha ko‘paytiriladi.Yo‘lkachalar 
kengligini 15-20 mkm qilinib, elektroximik qayta o‘stirishlar vositasida kontakt 
qalinligi 3-5 mkm gacha etkaziladi. Agar hisob kitob aniq bo‘lib, texnologik 
jarayonlar mukammal bajarilsa, quyosh elementining VAX si keskin yaxshilanadi.