оЕДС в широкому діапазоні освітленостей зростає пропорційно логарифму інтенсивності світла. При дуже великої інтенсивності світла, коли потенційний бар'єр виявляється практично нульовим, величина фотоЕДС виходить на «насичення» і стає рівною висоті бар'єру на неосвітленій pn переході. При засветке ж прямим, а також сконцентрованим до 100 - 1000 крат сонячним випромінюванням, величина фотоЕДС становить 50 - 85% від величини контактної різниці потенціалу pn переходу.
Ми розглянули процес виникнення фотоЕДС, що виникає на контактах до p-і n-областях pn переходу. При короткому замиканні освітленого pn переходу в електричному ланцюзі потече струм, пропорційний за величиною інтенсивності освітлення та кількістю генерованих світлом електронно-доручених пар. При включенні в електричний ланцюг корисного навантаження, наприклад питомого сонячною батареєю калькулятора, величина струму в ланцюзі трохи зменшиться. Зазвичай електричний опір корисного навантаження в ланцюзі сонячного елемента вибирають таким, щоб отримати максимальну віддається цьому навантаженні електричну потужність.
Сонячний фотоелемент виготовляється на основі пластини, виконаної з напівпровідникового матеріалу, наприклад кремнію. У пластині створюються області з p-і n-типами провідності (рис. 2). В якості методів створення цих областей використовується, наприклад, метод дифузії домішок або метод нарощування одного напівпровідника на інший. Потім виготовляються нижній і верхній електроконтакти (на малюнку електроди заштриховані), причому нижній контакт - суцільний, а верхній виконується у вигляді гребенчатой ??структури (тонкі смуги, з'єднані щодо широкої токосборной шиною).
Основним матеріалом для отримання сонячних елементів є кремній. Технологія отримання напівпровідникового кремнію і фотоелементів на його основі базується на методах, розроблених в мікроелектроніці - найбільш розвиненою промислової технології. Кремній, мабуть, взагалі один з найбільш вивчених матеріалів у природі, до того ж другий за поширеністю після кисню. Якщо врахувати, що перші сонячні елементи були виготовлені з кремнію близько сорока років тому, то природно, що цей матеріал грає першу скрипку в програмах фотоелектричної сонячної енергетики. Фотоелементи з монокристалічного кремнію поєднують переваги використання щодо дешевого напівпровідникового матеріалу з високими параметрами одержуваних на його основі приладів.
Донедавна сонячні батареї наземного застосування, так само як і космічного, виготовляли на основі відносно дорогого монокристалічного кремнію. Зниження вартості вихідної кремнію, розробка високопродуктивних методів виготовлення пластин із злитків і прогресивних технологій виготовлення сонячних елементів дозволили в кілька разів знизити вартість наземних сонячних батарей на їх основі. Основними напрямками робіт з подальшого зниження вартості «сонячної» електроенергії є: отримання елементів на основі дешевого, у тому числі стрічкового, полікристалічного кремнію; розробка дешевих тонкоплівкових елементів на основі аморфного кремнію та інших напівпровідникових матеріалів; здійснення перетворення концентрованого сонячного випромінювання за допомогою високоефективних елементів на основі кремнію і відносно нового напівпровідникового матеріалу алюміній-галій-миш'як.
В останні роки у світі досягнуто значного прогресу в області розробки кремнієвих сонячних ел...
