Quyosh energiyasidan foydalanishning energetik tizimlari va qurilmalari

3.25-rasm. Yoritilmagan n-p o‘tishli yarim o‘tkazgichda energetik zonalar strukturasi (a) elektrostatik potensial taqsimoti (b) 2l – fazoviy zaryad sohasining kengligini, U_E – p- va n- sohalar chegarasidagi muvozanat xol uchun elektrostatik potensial, E_g – man qilingan soha kengligi, shtrixlangan chiziq – muvozanat holi uchun Fermi sathi.

Yoritilish jarayoni boshlangan vaqtdan boshlab ortiqcha (muvozanatdagiga nisbatan) zaryadlarning to‘planishi (elektronlarning n-sohada va teshiklarning p-sohada) potensial to‘siq balandligini kamaytiradi, yoki boshqacha qilib aytganda elektrostatik potensialni pasaytiradi (3.25-rasmga qarang). Bu esa o‘z navbatida tashqi yuklanmadan oqayotgan tok kuchini oshiradi va qarama-qarshi oqimlar hosil qiluvchi elektronlar va teshiklar oqimini r-n o‘tishdan o‘tishini ta’minlaydi. Yorug‘lik tufayli hosil bo‘lgan ortiqcha juftliklar soni p-n o‘tish yoki tashqi yuklanma orqali ketayotgan juftliklar soniga teng bo‘lganda statsionar muvozanat hosil bo‘ladi. Odatda bu hol yoritilish jarayonining mingdan bir soniyasi davomida ro‘y beradi.

QE qisqa tutashuv toki I_q.t. ni, tushayotgan optik nurlanish zichligi va spektral tarkibidan o‘rganish element tuzilmasi ichida bo‘layotgan alohida har bir nurlanish kvantining elektr energiyasiga aylanish jarayoni samaradorligi haqida tasavvur hosil imkoniyatini beradi. QE uchun ma’lum yorug‘lik oqimi zichligi tushayotgan hol uchun quyidagi tenglamani keltirish mumkin.

I_q.t.yut.(λ) = I_q.t.tush.(λ)/[1-R(λ)] (3.36)

bu yerda I_{q.t. yut.}(λ) va I_q.t.tush.(λ) – QE qisqa tutashuv tokining qiymati, berilgan intensivlikdagi tushayotgan va yutilgan nurlanish uchun, R(λ)- birlamchi qaytish koeffitsienti. Keltirilgan uchala kattaliklar xam bir xil to‘lqin uzunligi bo‘lgan hol uchun to‘g‘ridir.

1.3. Quyosh elementlarini tayyorlash texnologiyalari. 
Yuqori samarali Quyosh elementlari tayyorlash, yarimo„tkazgichli 
materiallarning xususiyatlariga bog„liqdir. Haqiqatdan, Quyosh elementi ideal effektivligi (harorat T=300 K uchun) man qilingan soha kengligining o’zgarishiga nisbatan olinganda yer sharoiti uchun maksimal F.I.K man qilingan soha kengligi

Eg  ≈ 1,4 eV ga teng bo„lgan yarimo„tkazgichga to„g„ri keladi. Bu tenglikni taqriban
qanoatlantiradigan materiallar jumlasiga Si, InP, GaAs, CdTe, AlSb, hamda Α3B5, Α2B6 yarimo'tkazgichlar asosidagi qattiq qotishmalar kiradi. Quyosh elementi materiali o'ta yuqori darajada toza bo'lishi zarur, ya'ni 99,99 % gacha. Yarimo'tkazgichli materiallarni o'stirish usulini tanlash ularning fizik va kimyoviy xususiyatlarini o'rganishga bog'liqdir. Agar moddaning erishharorati yuqori, kimyoviy aktiv va bug„ bosimi katta bo„lsa, bunday moddalar 
kristallini o„stirish juda qiyin. Yarimo„tkagich materiallarni o„stirishning bir necha
usullari mavjud bo„lib, ulardan asosiylari jumlasiga quyidagilar kiradi: 
Toza moddalardan va legirlangan kirishmali o„ta to„yingan eritmalardan
o„stirish; 
Eritmalardan o„stirish;
Bug„ fazasidan o„stirish. 
Stexiometrik tarkibdagi suyuq fazadan kristallarni o„stirish usullari 2 ga
bo„linadi. Tigyel yordamida o„stirish usullari va tigyelsiz usullar. Bu usul bir necha 
ko„rinishga bo„linadi. Jumladan, yo„naltirilgan kristallizatsiya usuli, «gorizontal»
va «vertikal» Bridjmen usuli, sohali eritish usuli va Choxralskiy usuli. [3] 
Bu usullarning asosini issiqlikni yo„naltirilgan holda uzatish tashkil qiladi.
Bunga misol tariqasida 1.3.1 – rasmda Choxralskiy usuli keltirilgan.