Апроксимація вольтамперної характеристики вентильної сонячної батареї

Автор(и)

  • Alexander Bortsov Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-3944.2020.2.05

Ключові слова:

сонячна батарея, вольтамперна характеристика, p-n перехід, фотоерс, струм насичення, тепловий потенціал, "тонкий" p-n перехід, "широкий" p-n перехід, рівняння Еберса-Молла

Анотація

Вольтамперна характеристика є основною функціональною характеристикою сонячної батареї. Вона дозволяє визначити оптимальний, з точки зору передачі максимальної потужності в навантаження, режим роботи сонячної батареї. Теоретично вольтамперна характеристика вентильного фотоелемента описується системою нелінійних диференціальних рівнянь 5-го порядку з відповідними граничними умовами. Система рівнянь являє собою баланс електронів і дірок всередині вентильного фотоелемента. Розподіл напруженості електричного поля описується рівнянням Пуассона. Аналітичне рішення даної системи можливо в двох випадках – для "тонкого" p-n переходу і для p-n переходу, всередині якого можна знехтувати процесами генерації і рекомбінації носіїв заряду. Аналітичне рішення в даному випадку є рівняння Еберса-Молла, яке пов'язує між собою струм, напругу в навантаженні і параметри фотоелемента – фотоерс, фотострум, струм насичення, тепловий потенціал. У загальному випадку система рівнянь вирішується чисельними методами. У літературі чисельні результати представлено рівнянням Еберса-Молла, в яке введено коефіцієнт a = 1 - 5. В роботі запропоновано експериментально-розрахунковий метод визначення параметрів фотоелемента і коефіцієнта a. Деякі параметри фотоелемента можливо виміряти в процесі зняття вольтамперної характеристики – фотоерс в режимі холостого ходу і фотострум в режимі короткого замикання. Для визначення параметра a і струму насичення за експериментальними даними використано метод найменших квадратів. Запропонований метод апроксимації вольтамперної характеристики застосовано до кількох кремнієвих полікристалічних сонячних батарей.

Посилання

Neyman L.R., Demirchyan K.S. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki: V 2-kh t. Uchebnik dlya vuzov. Tom 1. L.: Energoizdat. Leningr. otd-niye, 1981. 536 p.

Vasil'yev A.M., Landsman A.P. Poluprovodnikovyye fotopreobrazovateli. Moscow: Izd-vo «Sovetskoye radio». 1971. 248 p.

Khorovits P., Khill U. Iskusstvo skhemotekhniki: V 2-kh tomakh. Per. s angl. Moscow: Mir. 1983. T.1. 598 p.

Venikov V.A. Teoriya podobiya i modelirovaniya (primenitel'no k zadacham elektroenergetiki). Ucheb. posobiye dlya vuzov. Izd. 2-ye, dop. i pererab. Moscow: «Vysshaya shkola», 1976. 479 p.

V.P. Demidovich, I.A. Maron, E.Z. Shuvalova. Chislennyye metody analiza. Gosudarstvennoye izdatel'stvo fiziko-matematicheskoy literatury. Moscow: 1962. 367 p.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-22

Номер

Розділ

Cильні електричні та магнітні поля