1.2. Quyosh elementlarining ishlash prinsipi, asosiy parametrlari.
Elektron – kovak sohasida potensial barer mavjud bo„lib,
ushbu maydon
asosiy tok tashuvchilarning p – n orqali diffuziyasidan ro„y beradi. O„tish sohasiga
yorug„lik tushirilmagan holda, ya‟ni termodinamik holatida, p – n o„tishdan tok
oqimi kuzatilmaydi.
Aytaylik, p – n o„tishga energiyasi man qilingan zona
kengligidan kattaroq bo„lgan foton tushdi deylik. Elektron – kovak o„tishning ichki
maydoni ta‟sirida, yorug„likdan generatsiyalangan zaryadlar qarama – qarshi
yo„nalishlarda harakat qila boshlaydilar (1.2.1 – rasm): kovaklar – “p” sohaga,
elektronlar esa – “n” sohaga tomon. Natijada, ushbu o„tishda zaryadlar qo„shimcha
ravishda maydon hosil qiladilar [7]. Chunki, “p” – sohaga o„tgan “ortiqcha”
kovaklar manfiy hajmiy zaryadni kamaytiradi va “p – sohadagi” energetik sathlar
pasayadi, bu esa potensial barerning pasayishiga olib keladi. Demak, yorug„lik
ta‟sirida generatsiyalangan tok tashuvchilarning o„tish
sohasida saralanishi
oqibatida shunday potensiallar farqi vujudga keladiki, ushbu potensiallar farqi “p –
n” o„tishga to„g„ri yo„nalishda qo„yiladi. Bu hodisa
U potensiallar farqi
yoritilmagan elektron – kovak o„tishga
to„g„ri yo„nalishda “U potensial” qo„yish
bilan ekvivalentdir. Elektron sohadagi elektronlar
va kovak sohadagi kovaklar
“pasaygan” potensial barerdan o„tib, o„zlari uchun asosiy bo„lmagan sohaga
tushadilar va mos ravishda rekombinatsiyalanadilar. Bunda diffuziyalangan tok
tashuvchilar keltirib chiqargan tok “p” sohadan “n” sohaga yo„nalgan bo„ladi.
Yorug„lik ta‟sirida generatsiyalangan elektron – kovak juftlari soni, “pasaygan” p –
n barerdan chiqib ketuvchi tok tashuvchilar soniga tenglashganda
stasionar holat
o„rnatiladi. Agar “p – n” o„tish tashqi zanjirga ulansa, foto EYuKni o„lchash
mumkin bo„ladi.
Demak, yoritilgan “p –
n” o„tish fotoelement yoki Quyosh
elementi vazifasini bajara boshlar ekan.
Soddaroq qilib quyidagicha tushuntirish mumkin:
agar tushirilayotgan
yorug„lik fotonlari energiyasi yarimo„tkazgichning aktivlanish energiyasiga (∆E)
teng yoki undan katta bo„lsa, har bir foton yarimo„tkazgich atomidagi bittadan
elektronni uzib olib uni “erkin” elektron holatiga o„tkazishga qodir bo„ladi. Shu
bilan birga uzib olingan elektron o„rnida “erkin” zarra – kovak ham paydo bo„ladi.
Bu jarayon elektron – kovak juftlari generatsiyasi deyiladi. Agarda elektron va
kovaklar hosil bo„lish jarayoni berkituvchi qatlamga yaqin sohada amalga oshsa,
berkituvchi qatlam elektr maydoni tufayli elektronlar “ n ” sohaga tomon, kovaklar
esa “p” sohaga tomon o„tkazib tashlanadi. Bu hodisa tok tashuvchilarning “p – n”
kontaktida
ajralishi (
saralanishi) deyiladi. Bu hodisa tufayli “p” yarimo„tkazgich
musbat, “n” yarimo„tkazgich esa manfiy zaryadlanadi (1.2.2 – rasm).
Natijada, yarimo„tkazgichning “p” va “n” sohalari orasida potensiallar farqi,
ya‟ni, elektr yurituvchi kuch vujudga keladi. Bunday “p – n” o„tish
fotoelement
yoki
Quyosh elementi deyiladi.
Ma‟lum bir yarimo„tkazgich asosiga qurilgan Quyosh elementi uchun EYuK
qiymati yorug„lik intensivligiga hamda elektron kovak juftlari hosil bo„layotgan
soha “p – n” o„tishga qay darajada yaqinligiga bog„liq. [7]
Chunki, berkituvchi qatlamdan uzoq masofada generatsiyalangan elektron –
kovak juftlari “p – n” o„tishga yetib kelgunlariga qadar
rekombinatsiya tufayli
yo„qolib qoladilar, ya‟ni elektron “o„z o„rni”ga (kovakka) tushib bog„langan
holatga o„tadi va tok tashishda yoki EYuK hosil bo„lish jarayonida ishtirok eta
olmaydi.1.2.3 – rasmda esa Quyosh batareyasining ishlash prinsipi berilgan.
