Studiul Caracteristicii Curent-Tensiune a unei Celule Solare

1. Scopul lucrårii

Scopul acestei lucråri este determinarea parametrilor unei celule solare din

caracteristica sa curent — tensiune.

2. Teoria lucrårii

2.1. Conversia energiei radia¡iei solare în energie electricå.

Considera¡ii generale.

Dispozitivele optoelectronice sunt dispozitivele care pot transforma, prin

intermediul proceselor electronice, energia luminoaså în semnale electrice,

precum ¿i energia electricå în radia¡ie luminoaså. Constructiv, aceste dispozitive

sunt realizate cu structuri semiconductoare.

Dupå modul de conversie radia¡ie luminoaså-semnal electric, sau energie

electricå-radia¡ie luminoaså, se deosebesc douå grupe importante de dispozitive

optoelectronice. Prima grupå include dispozitivele care transformå energia

radia¡iei luminoase în semnale electrice. Dacå prin acest proces se urmåre¿te

punerea în eviden¡å ¿i måsurarea radia¡iei luminoase incidente, dispozitivele se

numesc fotodetectori; dacå energia radia¡iei luminoase este suficient de mare ¿i în

urma procesului de conversie se urmåre¿te ob¡inerea de energie electricå,

dispozitivele se numesc celule fotovoltaice, respectiv celule solare dacå radia¡ia

incidentå este chiar radia¡ia solarå. ¥n cea de a doua grupå sunt incluse

dispozitivele care transforma energia electricå în radia¡ie luminoaså. Douå tipuri

de dispozitive din aceasta categorie sunt larg råspândite: dispozitivele

electroluminiscente ¿i laserii cu jonc¡iuni semiconductoare.

Procesele fizice care stau la baza func¡ionårii dispozitivelor

optoelectronice sunt generarea ¿i recombinarea de purtåtori mobili de sarcinå

electricå.

În cazul fotodetectorilor ¿i al celulelor fotovoltaice sunt dominante

procesele de generare a purtåtorilor de sarcinå sub influen¡a radia¡iei incidente.

Dispozitivele electroluminiscente ¿i laserii cu jonc¡iuni au ca proces pricipal

recombinarea radiativå a purtåtorilor mobili de sarcinå în excces, crea¡i prin

diferite metode.

Celulele solare sunt dispozitive semiconductoare de conversie cuanticå

directå a energiei solare în energie electricå. Toate celulele solare au acela¿i

principiu de func¡ionare, deoarece sunt construite dintr-un strat semiconductor

numit bazå (tip-p de exemplu), pe a cårui primå fa¡å se depune un contact chimic

(CO), iar pe cea de a doua fa¡å se depune un alt material (tip-n de exemplu fig. 1)

în vederea stabilirii unei bariere de poten¡ial (fig. 2) care så realizeze o

jonc¡iune p-n.

Se nume¿te homojonc¡iune jonc¡iunea p-n din fig. 1 care se realizeazå

utilizând acela¿i material semiconductor ¿i, respectiv, heterojonc¡iune dacå pe

baza semiconductoare se depune un material semiconductor diferit de cel al bazei.

Pe cel de al doilea material se aplicå o grilå metalicå pentru a realiza cel de al

doilea contact ohmic, de rezisten¡å serie minimå, ¿i pentru ca o mai mare parte a

radia¡iei solare så poatå påtrunde în celulå.