Φωτοβολταϊκά στοιχεία

Παρουσίαση με θέμα: "Φωτοβολταϊκά στοιχεία"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Φωτοβολταϊκά στοιχεία
Ηλεκτρικά χαρακτηριστικά Ι. Γκιάλας 12 δεκεμβρίου 2013

2 - + Πόλωση επαφής ID IL Δίοδος σε κύκλωμα με μπαταρία
p n IL Δίοδος σε κύκλωμα με μπαταρία Ρεύμα ορθής πόλωσης ID από περιοχή p συνδεδεμένη με πόλο + σε περιοχή n συνδεδεμένη με τον αρνητικό πόλο της μπαταρίας. Όταν το φως πέσει στην επαφή (στην περιοχή n) προκαλεί αντίθετο ρεύμα IL από περιοχή n σε περιοχή p.

3 Πάχος φωτοδιόδου Αριθμός φωτονίων που περνάει το υλικό
α: Συντελεστής απορρόφησης Για το πυρίτιο και λ=0.8 μm, α=1000 cm-1 50% φωτονίων περνάει x=0.7 μm Με πάχος 300 μm απορροφάται το σύνολο σχεδόν των φωτονιων Η επαφή pn βρίσκεται σε βάθος 1μm επειδή : Στο λmax=0.55mμ -> α=7000 cm-1 Και μετά από 1 μm απορροφάται το 50% των φωτονίων. Ν= Ν 0 𝑒 −𝑎𝑥

4 Ηλεκτρικά χαρακτηριστικά ΦΒ επαφής pn
𝐼 𝑝ℎ = 𝑞𝜉Ν 𝑝ℎ 𝐼= 𝐼 𝑝ℎ − 𝐼 𝑑 = 𝐼 𝑝ℎ − 𝐼 0 𝑒𝑥𝑝 𝑞𝑉 𝑘𝑇 −1 𝐼 𝑑 = Ι 𝑑 𝑉 = 𝐼 0 𝑒𝑥𝑝 𝑞𝑉 𝑘𝑇 −1 Αν Ι=0 𝑉 𝑜𝑐 = 𝑘𝑇 𝑞 𝑙𝑛 𝐼 𝑝ℎ 𝐼 0 +1

5 Θεωρητική απόδοση ΦΒ σε ηλεκτρισμό

6 Ενέργεια φωτονίου Ενέργεια φωτονίου Ε=hv=hc/λ > Eg
Απώλεια ενέργειας σε θερμότητα Q=Ε-Εg Μέγιστο μήκος κύματος 𝜆 𝑚𝑎𝑥 (𝜇𝑚)= ℎ𝑐 𝐸𝑔 = 𝐸 𝑔 (𝑒𝑉)

7 Χαρακτηριστική καμπύλη I=I(V)
Ιph αυξάνεται γραμμικά με την ένταση της ακτινοβολίας Ιph=qξNph Voc αυξάνεται λογαριθμικά

8 Ισοδύναμο κύκλωμα με εσωτερική αντίσταση
V 𝐿 =𝑉− 𝐼 𝐿 𝑅 𝑆 𝐼= 𝐼 𝑝ℎ - 𝐼 0 𝑒𝑥𝑝 𝑞 𝑉 𝐿 + 𝑅 𝐿 𝐼 𝐿 𝑘𝑇 −1

9 Χαρακτηριστική καμπύλη
ΙΜ, VM σημείο μέγιστης ισχύος Voc : Τάση ανοικτού κυκλώματος Isc : Ρεύμα βραχυκύκλωσης