Namangan davlat universiteti xusanboyeva fotima rustsmjon qizi

Ikzy(λ) = Ikzt(λ)/[1-r(λ)](8)
bu yerda Ikzt(λ) va Ikzy(λ) - mos ravishda berilgan intensivlikdagi yutilgan va
tushayotgan nurlanish uchun QE qisqa tutashuv tokining qiymatlari, r(λ)-
birlamchi qaytish koeffitsienti.Keltirilgan uchchala kattaliklar ham bir xil
to`lqin uzunligi bo`lgan holuchun to`g`ridir. QE ni tahlil qilish va sifatini
26
baholash uchun uning Ikz tokiningspektral xarakteristikasini yutilgan har bir
kvant nur uchun hisoblash o`tamuhimdir. Bu kattalikni quyosh elementining
effektiv kvant chiqishi deyiladi vaQeff bilan belgilanadi. Agar No - YaO`
material sirtining birlik yuzasigatushayotgan kvantlar soni bo`lsa, u holda
Qeff = Ikz/ Nо (9)
bo`ladi, bu yerda Ikz elek/soniya da o`lchanadi, va Qeff elek/`kvant (foton) larda
olinishi kerak.QE effektiv kvant chiqishi ikki parametrga bog`liq bo`lib, u
Qeff = β·γ (10)
β-ichki fotoeffektning kvant chiqishidir. Bu kattalik har bir yutilgan kvant
uchunfotoionizatsiya jarayonida YaO` ichida hosil bo`ladigan elektron-teshik
juftliklarniko`rsatadi. γ- p-n o`tish potensial to`siqning tok tashuvchilarni
yig`ish (jamlash)koeffitsientidir. Boshqachasiga aytganda tok tashuvchilarning
ajratish koeffitsientiham deyiladi. Bu koeffitsient optik nurlanish yordamida
hosil bo`lgan umumiyjuftliklardan qancha qismi qisqa tutashuv tokida ishtirok
etishini ko`rsatadi. Tashqio`lchash asbobi ulangan hol uchun. β=1bo`lsa, har bir
kvant bitta juftlik hosil qilaolishini ko`rsatadi.Har xil to`lqin uzunlikka ega
bo`lgan optik nurlanish, materialda har xilchuqurlikka kira oladi (kvantlarning
chuqurlikka kirish qobiliyati ularningenergiyasiga bog`liqdir). YaO`
materiallarda yutilgan kvantlar hisobiga hosilbo`lgan1- λ=0,619 mкm,
α=2000 sm-1; 2- λ=0,81 mкm, α=700 sm-1; 3- λ=0,92mкm, α=90 sm-1
elektron-teshik juftliklar materialda fazoviy taqsimot hosil qiladi. Hosil bo`lgan
juftliklarning keyingi taqdiri YaO` materiallarning diffusion yo`li uzunligiga
bog`liqdir. Agar bu parametr kattaligi yetarlicha bo`lsa, u holdanurlanish tufayli
hosil bo`lgan ortiqcha asosiy bo`lmagan zaryad tashuvchilar faqatdiffuziya
jarayoni tufayli p-n o`tishga kelib uning elektr maydoni orqali
ajratilishimumkin. Optik nurlanishni aylantirilishi jarayonida muhim ro`lni
27
elektronlarningdiffuziya yo`li uzunligi (Lp ) va p-n o`tish chuqurligi (ℓ)
o`ynaydi, chunki hosilbo`layotgan va ajratilishi kerak bo`lgan juftliklar ularga
bog`liqdir.Optik nurlanishning YaO` materialga tushish yo`nalishiga qarab p-n
o`tishkonstruktsiyasining ikki xili mavjud va ularni quyidagi keltirilgan
holiuchun ko`rib o`tamiz.Yuqorida keltirilgan qonuniyatlar shuni ko`rsatadiki,
har bir jarayonningsamaradorligi YaO` materialning optik va elektrofizik
xususiyatlariga (tuzilmasirtidan 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`tishningxarakteristikasiga (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 n- va p-sohalardagi YaO` materialning
legirlanish
darajasiga bog`liqdir. Bundan tashqari ketma-ketlik qarshiligi Rp ning VAX
shakliga va quvvat P ga ta'sirini aniqlash zarurdir. O`z navbatida ketma-ketlik
qarshiligining qiymati uni tashkil qiluvchi jismlar qarshiliklari va kontakt
qatlamlarining geometrik joylashuvi bilan ham aniqlanadi.Ln, Lp, p- va n -
sohalarda asosiy bo`lmagan zaryad tashuvchilarningdiffuzion uzunliklari;ℓ -
yarim o`tkazgichda nurlanishning kirishchegarasi; shtrixlangan sohalar -p- va nsohalardagi
metall kontaktlarningko`rinishi.Bir-biriga qarama-qarshi bo`lgan
talablarni kompromiss texnik yechimlargakeltirish natijasida tushayotgan
yorug`lik nurlanishiga perpendikulyar joylashganp-n o`tishli QE konstruktsiyasi
tanlab olingan. Hozirgi zamonda ayrimqo`shimchalar kiritilgan holda (tortuvchi
elektr maydoni kiritilishi, orqa tomondagikontaktga izotip to`siqlar olish, butun
qoplamali kontaktni to`rsimon kontaktgaalmashtirish, sirtqi yuzani teksturalash,
orqa tomonga akslantiruvchi qoplamalaryasash) yuqoridagi konstruktsiya saqlab
qolingan.Quyosh elementini samaradorligini oshirish maqsadida uning
28
frontalyorug`likni qabul qiluvchi tomoniga radiatsion-himoya qoplamasi,
haroratniboshqaruvchi va yuzani tiniqlashtiruvchi qoplamalar hosil qilinadi.
Quyoshelementining ishlashi jarayonida bu qoplamalar material ichiga kiruvchi
nurlanishmiqdorini ko`paytiradi, ortiqcha issiqlikni nurlantirish hisobiga
kamaytiradi.Bundan tashqari qoplamalar Yerda noqulay iqlim sharoitlarida va
koinotda ularniradiatsiyadan himoya qiladi.Quyosh elementi frontal, optik
nurlanishga qaratilgan yuzasini, odatda fosforatomlari kiritilgan kremniyning
yupqa qatlamidan tayyorlanadi va uni 10²º sm-³gacha va undan ham ko`proq
darajagacha legirlashadi.Elementning bazasiga esabor kirishmasi 1015 - 1016
sm.³ darajagacha kiritiladi. QE ning optik nurlanishgaqaratilgan frontal sirtini 5-
7 % gacha egallagan har xil topologiyali to`rsimonkontakt bilan qoplanadi.
Elementning orqa sirtining yuzasi esa butunlay qoplamayoki to`rsimon qoplama
bilan qoplanadi.P-n o`tishdan elektr maydoni vositasida ajratilayotgan asosiy
bo`lmaganzaryad tashuvchilar tashqi zanjirga o`tishi kerak. YaO` material
frontal sirtida (n-turqoplamada) zaryadlar qoplama bo`ylab harakatlansa, quyosh
elementi bazasida(p-tipdagi materialda) ularning harakati perpendikulyar
yo`nalishda bo`ladi. O`talegirlangan frontal qatlamda asosiy bo`lmagan zaryad
tashuvchilarning diffusion yo`li uzunligi 0,2-0,6 mkm ni tashkil etadi. Element
bazasida esa bu kattalik 100-250 mkm gacha boradi va ularning qiymatlari
zaryadlar konsentratsiyasi va QEtayyorlash jarayonida bajariladigan texnologik
operatsiyalarning rejimiga bog`liqbo`ladi.Aytish joizki, quyosh elementlarini
tayyorlash jarayonida bajariladigantexnologik operatsiyalar davomida YaO`
materialda kerak bo`lmagan, nazorat qilibbo`lmaydigan kirishmalar va
rekombinatsiya markazlari paydo bo`lishi natijasidauning 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 kamligip-n o`tishni sayozroq qilishni
talab qiladi (hozirgi zamon QE larida frontal qatlamqalinligini 0.3-0.5 mkm qilib
olinadi). Ammo, QE ga tushayotgan quyoshnurlanishining asosiy qismidan
29
foydalanish uchun, ya'ni h_>Eg bajarilishi uchun,quyosh elementi bazasi
qalinligini 200 mkm dan kam bo`lmasligi talab qilinadi.Bunday qalinlikdagi
kremniy plastinalari nisbatan mexanik ishlov berishga yaroqlibo`lishi bilan
birga, ularda nurlanishning 93-95% gacha qismi yutilishi mumkin.
Baza sohasining qarshiligi uncha katta qiymatda bo`lmaydi, chunki tok
qalinbazaga perpendikulyar ravishda o`tadi. Tayyorlanadigan omik kontaktning
birinchiqatlami alyuminiydan qilinadi.Alyuminiy p-materialda kirishma bo`lgani
uchun, u kremniyga yaxshi omikkontakt beradi va keyin uning ustiga Ti, Pd, Ag
yoki Ni va kerakli pripoyqotishmasi qoplanadi.Quyosh elementining frontal nqatlamining
qarshiliginisbatan katta bo`lib 50-100 Om gacha borishi mumkin.
Bunday qarshilikniyengish uchun yuqorida ko`rsatilgan materiallardan birin
ketin qatlamlaro`tkaziladi. Bu texnologik jarayonlar o`tkazilishida frontal yupqa
qatlamni elektrikteshilishini oldini olinishi talab qilinadi.Ilmiy tadqiqotlar shuni
ko`rsatadiki, agarfrontal yupqa qatlamga kontakt materiali dastlab butun sirtga
qoplama sifatidaolinib, keyin ma'lum shaklli rasmni fotolitografik jarayon
vositasi bilan ximik yemirish orqali bajarilsa, frontal yuzada ko`plab mikro
teshilgan xududlar paydobo`lar ekan. Bu esa o`z navbatida, shunt qarshiligini
kamaytirib teskari to`yinishtoki I0ni oshirib yuborar ekan. Shuning uchun frontal
kontaktlar topologiyasininiqob orqali yoki fotolitografik jarayonni kontakt
olinishidan oldin o`tkazilishitalab qilinadi. Yuzasi 2 x 2 sm2 bo`lgan QE frontal
sirtining qatlam qarshiligi 50dan 100 Om gacha bo`lsa, unga bir dona kengligi
0,5-1 mm li kollektor (yig`uvchi)yo`lkasi va 6 tadan 12 tagacha undan chiquvchi
kengligi 0,05-0,1 mm bo`lganyo’lkachalar o`tkaziladi. Natijada ketma-ketlik
qarshiligi Rn ni 0,15-0,2 Om gachakamaytirish mumkin bo`ladi. Ammo, sayoz
p-n o`tishlar tayyorlanganda frontalqatlam qarshiligi 500 Om gacha ortishi
mumkin, u holda 4 sm2 yuzali quyoshelementida yo`lkachalar sonini 60 tagacha
ko`paytiriladi. Yo`lkachalar kengligini15-20 mkm qilinib, elektroximik qayta
o`stirishlar vositasida kontakt qalinligi 3-5mkm gacha etkaziladi. Agar hisob
kitob aniq bo`lib, texnologik jarayonlarmukammal bajarilsa, quyosh
elementining VAX keskin yaxshilanadi.