кляному покритті і кута падіння випромінювання. Для більшості кремнієвих СЕ, що використовуються в плоских космічних і наземних батареях, його значення становить від 0 ВЈ k2 ВЈ 2 до 0,5 ВЈ k2 ВЈ 1,5. p> При частковому затіненні одиночного елемента або їх групи зниження вихідної потужності відбувається внаслідок зменшення надходить в елемент світлової енергії і збільшення внутрішніх втрат енергії в неосвітленій частині елементу. Загальну активну площу елемента позначимо At, її освітлену частину Ai, вихідний струм короткого замикання частково затіненого елемента буде дорівнює rIsc, де r = Ai/At. У загальному вигляді ВАХ СБ, що складається з rNp освітлених елементів і (1-r) Np затінених СЕ, описується формулою (3):
. (3)
Ток освітленій частині СБ визначається формулою (4):
,. (4)
Темновая складова струму, яка не залежить від коефіцієнта освітленості k2, описується формулою (5):
,. (5)
Моделі СЕ і СБ оформлені у вигляді бібліотеки компонентів. Кожен з компонентів можна використовувати для імітування складних фотоелектричних систем. p> У розділі 5 проведено порівняння якісних і кількісних результатів моделювання з теоретичними та практичними результатами вишукувань вітчизняних і зарубіжних дослідників.
Для верифікації моделі фотоелемента використовуються кремнієвий СЕ К4702 і СЕ GaInP2/GaAs/Ge фірми Spectrolab. Розрахункові значення параметрів СЕ відповідають еталонним значенням з похибкою менше 2%. Послідовний опір Rs залежить від технології виготовлення СЕ і сильно впливає на його характеристики (малюнок 4): при зменшенні Rs зменшується коефіцієнт заповнення FF і максимальна потужність Pmax. br/>В
Малюнок 4-ВАХ і ВВХ СЕ при різних значеннях Rs
При збільшенні коефіцієнта n (малюнок 5), що описує властивості напівпровідникового матеріалу, FF і Pmax зменшуються. Коефіцієнт n являє собою ступінь ідеальності діода в аналітичній моделі СЕ і визначається емпірично, цю величину варіюють для уточнення форми ВАХ і розрахункових даних моделі. Використовуючи різні значення коефіцієнта n, проводиться моделювання СЕ з різних напівпровідників. p> Результати моделювання впливу освітленості і температурних ефектів збігаються з теоретичними. Іонізуюче випромінювання (малюнок 6) зменшує значення струму короткого замикання, напруги холостого ходу і максимальної потужності СЕ GaInP2/GaAs/Ge. br/>В
Рисунок 5 - ВАХ і ВВХ СЕ при різних значеннях n
В
Малюнок 6-Вихідні характеристики GaInP2/GaAs/Ge СЕ без опромінення і під дією радіаційного опромінення 1 Г— 1014, 3 Г— 1014, 1 Г— 1016 МеВ електрон/см2
Для верифікації моделі СБ розглянемо кілька комерційних модулів з різних матеріалів. ВАХ і ВВХ модуля ST40 фірми Shell Solar, виготовленого на базі CIS-елементів, представлені на малюнку 7. Для обчислення координат точки максимальної потужності і порівняння заданих та отриманих в ході імітування характеристик запропонований. M-файл. Вплив освітленості на вихідні характеристики модуля Suntech170W на основі монокристалічних кремнієвих СЕ показано на малюнку 8. Результати моделювання ВАХ і ВВХ модуля HIT215N, виготовленого з монокристалічного кремнію з тонкою плівкою аморфного кремнію, під дією різних температур представлено на малюнку 9. br/>В
Малюнок 7 - ВАХ і ВВХ модуля ST40
В
Рисунок 8 - ВАХ і ВВХ модуля Suntech170W під дією різних рівнів освітленості
В
Рисунок 9 - Моделювання впливу різних температур на вихідні характеристики модуля HIT215N
Аналіз вихідних характеристик в стандартних умовах, а також при різних рівнях освітленості і температурах, показав відповідність даних моделювання теоретичним та наявним експериментальним значенням. Похибка результатів моделювання не перевищила 6%. Похибка розрахунку послідовного опору була оцінена з і спользование відомих даних для модуля SM 50 фірми Siemens і склала 6%.
Моделювання вихідний ємності показано на прикладі модуля MSX50 з полікристалічного кремнію (малюнку 10). Порядок величини вихідний ємності і форма залежності С (V) відповідають очікуваними даними. br/>В
Рисунок 10 - Залежність C (V) модуля MSX50
Для імітування впливу розкиду технологічних параметрів була досліджена сонячна батарея конфігурації Ns = 128, Np = 6 СЕ К4702 (малюнок 11). Зміна ВАХ і ВВХ спостерігається внаслідок того, що СЕ, об'єднані в батареї послідовно-паралельним способом, не працюють у власних точках максимальної потужності. Напруга при послідовному об'єднанні СЕ являє суму напруг фотоелементів з розкидом параметрів 5%. Аналогічні міркування справедливі для струмів об'єднаних паралельно СЕ. br/>В
Малюнок 11 - Моделювання СБ з ідеальними параметрами і при технологічному розкиді параметрів 5%
Деградацію вихідних характеристик СБ, що складається з двох модулів MSX50 через рік, 7 років і 10 років щодо ідеальних ВАХ і ВВХ пок...
