роненої зони;
) спрямоване поліпшення властивостей напівпровідникової структури шляхом її оптимального легування і створення вбудованих електричних полів;
) перехід від гомогенних до гетерогенним і варізонних напівпровідникових структур;
) оптимізація конструктивних параметрів СЕ (глибини залягання pn-переходу, товщини базового шару, частоти контактної сітки і ін.);
) застосування багатофункціональних оптичних покриттів, що забезпечують просвітлення, терморегулювання і захист СЕ від космічної радіації;
) розробка СЕ, прозорих в довгохвильовій області сонячного спектра за краєм основної смуги поглинання;
) створення каскадних СЕ із спеціально підібраних по ширині забороненої зони напівпровідників, що дозволяють перетворювати в кожному каскаді випромінювання, що пройшло через попередній каскад, і пр .; Також істотного підвищення ККД СЕ вдалося домогтися за рахунок створення перетворювачів з двостороннім чутливістю (до +80% до вже наявного ККД одного боку), застосування люмінесцентно перєїзлучать структур, попереднього розкладання сонячного спектра на дві або більше спектральні області за допомогою багатошарових плівкових светоделітель (дихроїчних дзеркал ) з подальшим перетворенням кожної ділянки спектру окремим СЕ і т.д. [5]
. Сонячні батареї
При висвітленні кремнієвий сонячний елемент генерує електричну напругу невеликої величини (приблизно 0,5 В). Незалежно від типу і схеми включення усі (великі і малі) сонячні елементи генерують однакову напругу. По-іншому йде справа з вихідним струмом елемента. Він залежить від інтенсивності світла і розміру елемента, під яким мається на увазі площа поверхні. Сила струму залежить також від довжини хвилі світла і його інтенсивності, причому вона прямо пропорційна інтенсивності випромінювання. Чим яскравіше світло, тим більший струм генерується сонячним елементом. Сонячні елементи використовувалися б дуже рідко, якби експлуатувалися в межах згаданих параметрів. Лише в деяких випадках потрібне таке низька напруга (0,5 В) при довільних вимогах до величини споживаного струму. І рішення цієї проблеми полягає в тому, щоб з'єднувати СЕ послідовно і паралельно з метою збільшення вихідних характеристик.
На жаль, з погляду збільшення вихідного струму послідовне з'єднання володіє властивим йому недоліком. При послідовному з'єднанні елементів живлення вихідний струм не перевершує рівня, характерного для гіршого елемента в ланцюзі. Це справедливо для всіх джерел живлення незалежно від того, чи є вони батареєю, блоком живлення або сонячними елементами.
Це означає, що при будь-якому числі 2-амперних сонячних елементів у ланцюзі 1-амперний елемент буде визначати величину повного вихідного струму, тобто 1 А. Отже, якщо ви прагнете досягти максимальних характеристик, необхідно узгодити струми всіх елементів ланцюга.
Вихідний струм залежить від площі поверхні елемента, і тому природний шлях підвищення струму - це збільшення площі елемента.
Щоб використовувати переваги обох способів включення, можна комбінувати послідовне і паралельне з'єднання елементів. Подібна комбінація називається батареєю.
Батареї можна складати в будь-якої бажаної комбінації. Найпростішою батареєю є ланцюжок з послідовно включених елементів. Можна також з'єднати паралельно ланцюжка елементів, окремі елементи в ланцюжках або поєднувати їх в будь-який інший комбінації. На малюнку 4 представлені лише три приклади з можливих комбінацій.
Відмінності в характері з'єднань елементів на малюнку 4, хоча всі вони володіють однаковими вихідними характеристиками, продиктовані різними вимогами до надійності. На малюнку 4, а три послідовні ланцюжки елементів з'єднані паралельно. Такий спосіб використовується, коли висока ймовірність короткого замикання окремих елементів.
На малюнку 4, б представлена ??схема паралельно-послідовного з'єднання елементів. При такому з'єднанні вихід з ладу одного з елементів, наприклад, через появу тріщини, не призводить до втрати цілого ланцюжка внаслідок розриву ланцюга. В останньому прикладі (малюнок 4, в) прийняті до уваги обидва випадки з мінімумом з'єднань.
Можливі й інші види з'єднань, і їх вибір має визначатися конкретними умовами роботи пристрою.
Малюнок 4 - схеми з'єднання СЕ
При роботі з сонячними батареями, як правило, стикаються з явищем, що не мають місця при використанні звичайних джерел живлення. Це явище пов'язане з так званим зворотним зміщенням. Щоб попять, що це таке, звернемося до малюнка 5.
Малюнок 5 - послідовне з'єднання СЕ з навантаженням ...
