• 1-rasm. QE maksimal FIK ning material taqiqlangan zona kengligiga bog‘liqligi (25 0 S da)
  • Tayyorlash va ularning malakasini oshirishni tashkil etish bosh ilmiy metodik markazi toshkent davlat texnika universiteti huzuridagi




    Download 1,73 Mb.
    Pdf ko'rish
    bet42/50
    Sana07.09.2024
    Hajmi1,73 Mb.
    #270563
    1   ...   38   39   40   41   42   43   44   45   ...   50
    Bog'liq
    majmua 2

     

     
     


    2- amaliy mashg‘ulot:
    Quyosh elementlarini tayyorlash texnologiyasi va 
    ularni o‘rganish usullari haqida. 
    Ishdan maqsad: 
    Quyosh elementlarini tayyorlash texnologiyasi va ularni 
    o‘rganish 
    QE ishlab chiqarish uchun foydalaniladigan materiallarni sanab o‘tishdan 
    oldin ular uchun yorug‘lik yutishni tanlashga asos bo‘lgan mezonni ko‘rib chiqish 
    lozim. Bu mezon taqiqlangan zona kengligi deb nomlanadi. Haqiqatdan ham E

    ning kamayishi nurlanish spektrining katta qismini foydali ishlatishga imkon 
    beradi, ya’ni fototok zichligining J
    ph
    va o‘z navbatida J
    sc
    ortishi FIK ortishiga olib 
    kelishi kerak. Boshqa tomondan E

    ning kamayishi to‘g‘ridan to‘g‘ri U
    OC
    va FF 
    kamayishiga olib keladi, bunda J
    sc
    ortishi U
    OC
    va FF kamayishini kompensatsiya 
    qilmaydi, shu sababli FIK kamayadi. Gamogen QE nazariy erishiladigan FIK ning 
    yutuvchi materialning taqiqlangan zona kengligiga bog‘liqligi 1-rasmda keltirilgan. 
    Fotoenergetika uchun klassik material sifatida monokristall kremniy hisoblanadi, 
    ammo uning asosida strukturalar ishlab chiqish – juda texnologik murakkab va 
    qimmatdir. SHuning uchun oxirgi vaqtlarda amorf kremniy, arsenid galliy va 
    polikristall yarimo‘tkazgichlarga katta e’tibor qaratilmoqda. 
    1-rasm. QE maksimal FIK ning material taqiqlangan zona kengligiga bog‘liqligi 
    (25
    0
    S da) 


    Polikristall quyosh elementlari
     
    20 yildan kam bo‘lmagan yaroqlilik 
    muddatiga ega bo‘lib ularning samaradorligi quyosh nurlanishining tushish 
    burchagiga kuchli bog‘liq emas.
    Bunday quyosh elementlarini ishlab chiqarishda o‘stirish operatsiyasi 
    bo‘lmaganligi sababli ularni ishlab chiqarishda energiya iqtisodi yuqoridir va 
    arzon hisoblanadi. Ammo polikristall kremniy strukturasi sohasida alohida 
    kristallchalarning hosil bo‘lishi sabab bunday quyosh elementlarining kichik 
    samaradorligi 15..16% ni tashkil etadi. 
    Yupqa qatlamli quyosh elementlari – hamma quyosh elementlarining ichida eng 
    arzon varianti bo‘lib ishlab chiqarishda eng kam sarfni talab qiladi. 
    Bunday quyosh elementlari asosidagi panellar diffuz-sochilgan nurlanishda ham 
    ishlay oladi, to‘g‘ri yunalgan quyosh nurlanishini talab qilmaydi. Ularning yil 
    davomida ishlab chiqargan yig‘indi quvvati a’nanaviy kristall quyosh panellariga 
    nisbatan 10...15% ga ko‘pni tashkil etadi. YUpqa qatlamli quyosh elementlariga 
    amorf kremniy (a-Si), kadmiy tellur (CdTe) misol keltirish mumkin. Amorf 
    kremniyning taqiqlangan zona energiyasini vodorod kirishmasini kiritish 
    (gidrogenezatsiya) yuli bilan o‘zgartirish mumkin. Vodorod bilan legirlangan 
    amorf kremniy (a-Si:N) amorf quyosh elementlarining asosi hisoblanadi. Ba’zida 
    vodorod bilan birgalikda yutuvchi amorf qatlam sifatida germaniy aralashmasidan 
    ham foydalaniladi (a-SiGe:N). Amorf kremniy quyosh elementlari uchun ishchi 
    o‘tuv sohalari sifatida quyidagi usullar ishlatilishi mumkin: SHotki to‘sig‘i, 
    MDO‘-struktura, p-i-n struktura. 
    Amorf kremniy quyosh elementlarining asosiy kamchiligi ekspluatatsiya 
    vaqtida degradatsiyalanishi hisoblanadi. Buning natijasida uning FIK kamayadi, 
    bu esa uning yaroqlilik muddatini kamaytiradi. Ayniqsa, kosmosda kuchli 
    ionlashgan nurlanish mavjudligida ularni qo‘llab bo‘lmaydi. 
    Amorf kremniy monokristall kremniyli QE qaraganda arzonroq muqobil 
    sifatida namoyon bo‘lmoqda. Amorf kremniyda optik nurlanishni yutish kristall 
    kremniyga qaraganda yigirma marta samaralidir. SHuning uchun 300 mkm taglik 
    qalinligidagi qimmat kristall kremniyli QE o‘rniga 0,5-1 mkm qalinlikdagi a-Si:H 


    dan foydalanish etarli bo‘ladi. Bundan tashqari monokristall kremniy m-Si 
    asosidagi QE uchun zarur bo‘ladigan sayqallash, polirovka, lazer nuri yordamida 
    kesish zaruriyati bo‘lmaydi, yupqa plenkali a-Si:H dan foydalanilganda katta 
    maydon talab qilinmaydi. Polikristall kremniyli QE bilan taqqoslaganda a-Si:H 
    asosidagi mahsulotlar nisbatan past haroratlarda (300
    0
    S) ishlab chiqariladi, arzon 
    shisha tagliklaridan foydalanish hisobiga kremniy sarfini 20 marta qisqartirish 
    mumkin. a-Si:H asosidagi eksperimental QE da maksimal FIK (~12%), kristall 
    kremniyli QE esa (~23%). 
    Galliy-arsenid - yuqori samarali QE yaratish uchun istiqbolli materiallardan 
    biri hisoblanadi. U qo‘yidagi xususiyatlarga ega: 
    -
    Taqiqlangan zona kengligi 1,43 eV; 
    -
    Quyosh nurlanishini yutishning yuqori samaradorligi, hammasi bo‘lib bir 
    necha mikron qalinlik qatlami zarur; 
    -
    Yuqori radiatsion barqarorlik sabab bu material favqulodda kosmik 
    apparatlarda foydalanish uchun ishlab chiqariladi; 
    -
    GaAs asosidagi QE nisbatan qizishga sezilarli emas (150
    0
    S); 
    -
    GaAs qotishmalarining alyuminiy, mishyak, fosfor va indiy bilan hosil 
    qilgan xarakteristikalari GaAs xarakteristikalarini to‘ldiradi, QE 
    loyihalashda imkoniyatlarini kengaytiradi. 
    GaAs va uning qotishmalari asosidagi qotishmalarning asosiy afzalligi – bu 
    QE dizaynini yaratishning keng imkoniyati diapazoni hisoblanadi. GaAs asosidagi 
    QE har xil tarkibdagi bir qancha qatlamlardan tashkil topishi mumkin. Bu zaryad 
    tashuvchilarni yig‘ishga va generatsiya jarayonini boshqarishga imkon beradi. 
    Odatda GaAs asosidagi QE o‘ziga AlGaAs juda yupqa qatlamni biriktiradi. GaAs 
    asosiy kamchiligi uning tannarxining qimmatli ekanligidir. Ishlab chiqarishni 
    arzonlashtirish uchun uning tagliklarini arzonroq materiallardan yoki ko‘p marta 
    foydalanishga mo‘ljallangan tagliklar ishlatilishi mumkin.
    QE tayyorlash uchun istiqbolli materialllardan biri CdTe va CdS 
    hisoblanadi. Ba’zan CdS ning shaffofligini oshirish uchun rux ham qo‘shishadi. 
    CdTe va uning strukturalarini tadqiq etish XX asrning 60-yillaridan boshlangan 


    bo‘lib u yuqori optik yutish koeffitsientiga ega. Taqiqlangan zona kengligi 1,5 eV 
    ga teng, QN jadal yutish uchun yupqa plenka ko‘rinishida ham foydalanish 
    mumkin. CdTe asosidagi QE har xil turlari o‘rtasida gamogen o‘tishga ega, Shottki 
    to‘sig‘iga ega, shuningdek Cu
    2
    Te, CdS va ITO (SHaffof o‘tkazuvchi oksid – qalay 
    va indiy oksidlari aralashmasi) birikmasidagi geteroo‘tishlar tadqiq qilingan. 
    Kelgusida foydalanish uchun eng yaxshi nuqta’i nazardan va takomillashgani n-
    CdS/p-CdTe QE hisoblanadi. 
    Quyosh elementlari p-n turli yarimo‘tkazgichli materiallardan tashkil topgan. 
    Quyosh nurlanishi yarimo‘tkazgichli material strukturasida yutilib elektron-
    kovaklar juftligini hosil qiladi, so‘ngra p-n o‘tish orqali ajratilib element old va 
    orqa yuzasidagi metall kontaktlarda yig‘iladi.
    Quyosh elementlarini ommaviy ravishda ishlab chiqarish uchun asosiy 
    material sifatida hanuzgacha kristall kremniy hisoblanadi. Hamma quyosh 
    elementlarining 80% dan ortig‘i u asosida tayyorlangan tagliklardan iborat bo‘ladi. 
    Quyosh nurlanishini yaxshi yutish qobiliyatiga ega bo‘lmasada u boshqa 
    yarimo‘tkazgich materiallarga qaraganda qator afzalliklarga ega: 
    1). Kremniy Er yuzasida kremniy oksidi shaklida keng tarqalgan. 
    2). Kremniy zararli va faol element bo‘lmagani uchun atrof muhitga zarar 
    keltirmaydi. 
    3).Mikroelektronika sanoatida kremniy texnologiyasi yaxshi o‘rganilgan. 
    Kremniyli quyosh elementlarining amaliyotdagi samaradorligi 10-19% 
    atrofidadir. Uning yupqa plenkalari kaskad quyosh elementlarini tayyorlashda ham 
    ishlatiladi. Bu materiallarning kamchiligi vaqt o‘tishi, harorat ortishi, yuzasining 
    changlanishi bilan xarakteristikalarining yomonlashishidir, shuningdek yuqori 
    texnologiyalik, ishlab chiqarishdagi chiqimlilik ham hisoblanadi.
    Quyosh fotoelektrik panellari quyosh nurlanishining bir qismini doimiy 
    elektr tokiga o‘zgartirib fotoelektrik stansiyaning asosiy qismi hisoblanadi. Quyosh 
    elementlari bir biri bilan ulangan holda modullarni (panellarni), modullar bir biri 
    bilan ulanib yirik fotoelektrik stansiyani hosil qiladi. 
    Hozirgi vaqtda quyosh fotoelektrik panellarining uchta turi keng tarqalgan: 


    -monokristall kremniyli; 
    -polikristall kremniyli; 
    -yupqa qatlamli 
    Quyosh nurlanishini elektr energiyasiga yuqori samarador o‘zgartiruvchi bu 
    monokristall kremniy asosidagi quyosh panellari hisoblanadi: ularning FIK 
    amaliyotda 18-19,5% ni, yaroqlilik muddati esa 25 yildan kam emas.
    Bunday panellarning asosiy materiali monokristall ko‘rinishidagi toza 
    kremniy bo‘lib kremniy eritmasidan sekin tortib olinib o‘stiriladi. Bu jarayon 
    Choxralskiy qurilmasida amalga oshiriladi. Bunday usul bilan o‘stirilgan kremniy 
    sterjenlari qalinligi 0,2...0,4 mkm holatda lazer qurilmasida kesiladi, so‘ngra 
    edirish, silliqlash, tozalash jarayonidan so‘ng p-n o‘tish amalga oshiriladi. 
    Navbatdagi jarayon plastinaning orqa tomoni to‘liq metall kontakt bilan qoplanadi, 
    frontal tomoni esa nm qalinlikda lazer qurilmasida kanallar hosil qilinadi va metall 
    to‘rli kontakt yaratilib, himoya qoplamasi yotqiziladi. So‘ngra frontal yuzada 
    akslanishni kamaytirish uchun antiakslantirgich himoya qoplamasi uchiriladi. 
    Yuqoridagi jarayonlar quyosh elementini tayyorlash bosqichlari hisoblanadi. 
    Yakka holdagi quyosh fotoelektrik panellarining quvvati 10...400 Vt ga etishi 
    mumkin. Ushbu turdagi quyosh panellaridan optimal quvvat olish uchun ularning 
    ishchi harorati 15...25 
    0
    S atrofida bo‘lishi lozim, chunki maksimal quvvat olish 
    faqat ochiq havoda, atrof muhit harorati 25°S, panellarning yunalishi Quyoshga 
    orientatsiyalanganda sodir bo‘ladi. Hattoki, kichik bulutlilik mavjudligida ham 
    ularning quvvvati 70% gacha kamayadi, to‘liq bulutlilik vaqtida 90% gacha ham 
    kamayishi mumkin. 
    Shuning uchun amaliyot vaqtida monokristall panellardan maksimal quvvat olish 
    uchun ularni quyosh potensiali yuqori bo‘lgan hududlarga o‘rnatib Quyosh 
    yunalishini avtomatik kuzatish tizimiga ega moslamalar bilan ta’minlash lozim. 

    Download 1,73 Mb.
    1   ...   38   39   40   41   42   43   44   45   ...   50




    Download 1,73 Mb.
    Pdf ko'rish

    Bosh sahifa
    Aloqalar

        Bosh sahifa



    Tayyorlash va ularning malakasini oshirishni tashkil etish bosh ilmiy metodik markazi toshkent davlat texnika universiteti huzuridagi

    Download 1,73 Mb.
    Pdf ko'rish