Полуэмпирический способ определения эффективных значений фотогальванических параметров солнечных элементов и их температурная зависимость

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 621.315.592

ПОЛУЭМПИРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ

элемент солнечный напряжение

Р. Алиев, М.А. Алиназарова*, Р.Г. Икрамов*, О.Т. Исманова*

Андижанский государственный университет,

*Наманганский государственный университет,

160116, ул. Уйчинская 316, Наманган, Республика Узбекистан

rgikramov@mail.ru

Ключевые слова: Солнечные элементы, фотогальванические характеристики, эффективное напряжение, эффективный ток, эффективная мощность, коэффициент неидеальности фотоВАХ.

Эффективные значения фотогальванических параметров солнечных элементов (СЭ) существенно зависит от температуры. Но аналитические выражения, корректно устанавливающие зависимости этих параметров от температуры не имеются. В данной работе полуэмпирическим методом получены такие выражения и показано что, эти выражения хорошо согласуются с результатами экспериментов различных авторов [1].

Одним из основных фотогальванических параметров СЭ является эффективная мощность, которая определяется следующим выражением [1]:

Pэф = JэфUэф, (1)

где Jэф-эффективное значение фототока и Uэф-эффективное значение напряжения.

Эффективное значение мощности определяется по касательной к точке кривой экспериментально измеренной вольт-амперной характеристики (ВАХ) СЭ при освещении [2]. Основываясь на эту методику и по геометрическим соображениям можно вывести формулы, определяющие эффективных значений фотогальванических характеристик СЭ [3]; для эффективного значения напряжения:

, (2)

где n1 - коэффициент неидеальности фотоВАХ СЭ, в точке определения эффективной мощности, k - постоянная Больцмана, T - температура, e - заряд электрона, Jкз - ток короткого замыкания, J0 - ток насыщение, Uхх - напряжения холостого хода.

для эффективного значение фототока:

, (3)

а из (1), (2) и (3) для эффективной мощности СЭ получаем:

. (4)

В работах [2, 4] получены выражения для тока насыщения (J0), тока короткого замыкания (Jкз) и напряжения холостого хода (Uхх) определяющий их температурную зависимость. Здесь также, показано, что коэффициент неидеальности фотоВАХ СЭ почти не зависит от температуры в интервале температур T=100 K - 500 K. Поэтому из выражений (2), (3) и (4) можно рассчитать температурную зависимость эффективных значений фотогальванических параметров СЭ.

Эти расчеты показали, что эффективные значения напряжения СЭ не зависят от коэффициента неидеальности фотоВАХ, а эффективные значения фототока очень сильно зависят от этого коэффициента. Сравнение расчетных и экспериментальных результатов температурной зависимости эффективных значений; напряжения, фототока и мощности СЭ на основе AlGaAs-GaAs [1] (рис.1) показали, что эффективные значения напряжения хорошо согласуются в интервале температур 210 K<T< 450 K. В тоже время при Т < 150 K оно сильно падает. Согласия эффективных значений фототока получены при n1=2,4 в интервале температур 155 K < T < 400 K. А при Т < 150 K это значение тока равняется нулю. Из этого следует, что СЭ на арсенид-галлиевой основе не будет работать ниже температуры T=150 K. Сравнения расчетов и эксперимента для эффективной мощности показали, что они хорошо согласуется в интервале температур 200 K < T < 450 K.

Использованная литература

1. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы (теория и эксперимент). М.: “Энергоатомиздат”, 1987.

2. Алиев Р., Икрамов Р.Г., Исманова О.Т., Алиназарова М.А. // Гелиотехника, 2011, №1, с. 61-64.

3. Зайнобиддинов С., Икрамов Р.Г., Алиев Р., Исманова О.Т., Ниязова О., Нуритдинова М.А.// Гелиотехника, №3, 2003, с. 19-22.

4. Алиев Р., Алиназарова М.А., Икрамов Р.Г., Исманова О.Т. // Гелиотехника, 2011, №2, с. 38-41.

ПОЛУЭМПИРИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ЗНАЧЕНИЙ ФОТОГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ИХ ТЕМПЕРАТУРНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ

Р. Алиев, М.А. Алиназарова*, Р.Г. Икрамов*, О.Т. Исманова*

Андижанский государственный университет,

*Наманганский государственный университет,

160116, ул. Уйчинская 316, Наманган, Республика Узбекистан

rgikramov@mail.ru

Аннотация: Полуэмпирическим методом получены выражения, определяющие зависимость эффективных значений фотогальванических характеристик солнечных элементов от температуры. Показано, что эти выражения вполне могут объяснить температурную зависимость эффективных значений экспериментальных фотогальванических характеристик солнечных элементов. Показано, что эффективное значение напряжения солнечных элементов не зависит от коэффициента неидеальности ВАХ. Показано также, что солнечные элементы, изготовленные на основе арсенида-галлия, не будет работать в диапазоне температур Т ? 150 К.

SEMI THEORETICAL METHOD OF THE DETERMINATION OF EFFICIENT IMPORTANCE'S PHOTO GALVANIC PARAMETER SOLAR ELEMENT AND THEIR TEMPERATURE DEPENDENCY

R. Aliev, M.A. Alinazarova*, R.G. Ikramov*, O.T. Ismanova*

Andijan State University,

*Namangan State University,

160116, str. Uychi 316, Namangan, Republic Uzbekistan

rgikramov@mail.ru

Keywords: Solar elements, photo galvanic characteristics, efficient voltage, efficient current, efficient power, coefficient quality photovoltaic characteristics.

The efficient importance's photo galvanic parameters of solar element (SE) are greatly depends on the temperature. But analytical expressions, there is not correct installing dependencies in this parameter from the temperature. In given work such expressions are received by semi theoretical methods it is shown that, these expressions well agree with experimental results by different authors [1].

One of the main photo galvanic parameter SE is an efficient power, which is defined by following expression [1]:

Pef = JefUef, (1)

where Jef-efficient importance of the photocurrent and Uef-efficient importance of the voltage.

Efficient importance of the power is defined on tangent point crooked experimental measured voltaic characteristics (VC) SE at illumination [2]. Based on this methods and geometric considerations formulas were derived, which defining efficient importance of photo galvanic parameters SE [3], for efficient importance voltage:

, (2)

where n1 - coefficient quality photoVC SE, in point of the determination to efficient power, k - Bailsman's constant, T - temperature, e - charge of the electron, Jsc - current of the short circuit, J0 - current saturation, Uoc - voltages of the occupied circulation.

For efficient importance of the photocurrent:

, (3)

but from (1), (2) and (3) for efficient power SE gets:

. (4)

In works [2, 4] they received expressions for current saturation (J0), current of the short circuit (Jsc) and voltages of the occupied circulation (Uoc) defining their temperature dependency. Here also, is shown that coefficient quality photoVC SE nearly does not depend on the temperature in interval of the temperature T=100 K - 500 K. So from expressions (2), (3) and (4) possible calculation of the temperature dependency of efficient importance photo galvanic parameters SE.

These calculations have shown that efficient importance of the voltage SE do not hang from coefficient quality photoVC, but efficient importance of the photocurrent much powerfully depends on this factor. The Comparison accounting and experimental result to temperature dependency efficient; the voltages, importance's of the photocurrent and powers SE on base AlGaAs-GaAs [1] (fig.1) have shown that efficient importance's of the voltage is well in interval of the temperature 210 K<T< 450 K. At the same time under T < 150 K it falls dramatically. The consents of efficient importance's of the photocurrent are received under n1=2,4 in interval of the temperature 155 K < T < 400 K. However under T < 150 K this importance of the current becomes equal to zero. It follows that SE on arsenide-gallium base will not work appropriately below the temperature T=150 K. The results of comparison calculations and experiments of efficient power have shown that they sit well in between of the temperature 200 K < T < 450 K.

REFERENCES

1. Farenburch A.L., Bube R.H. Fundamentals of solar cells. Photovoltaic solar energy conversion. New York, 1983.

2. Aliev R., Ikramov R.G., Ismanova O.T., Alinazarova M.A. // Geliotechnika, 2011, №1, pp. 61-64.

3. Zaynobidinov S., Ikramov R.G., Aliev R., Ismanova O.T., Niyazova O., Nuritdinova M.A..// Geliotechnika, №3, 2003, pp. 19-22.

4. Aliev R., Alinazarova M.A., Ikramov R.G., Ismanova O.T., // Geliotechnika, 2011, №2, pp. 38-41.

SEMI THEORETICAL METHOD OF THE DETERMINATION OF EFFICIENT IMPORTANCE'S PHOTO GALVANIC PARAMETER SOLAR ELEMENT AND THEIR TEMPERATURE DEPENDENCY

R. Aliev, M.A. Alinazarova*, R.G. Ikramov*, O.T. Ismanova*

Andijan State University,

*Namangan State University,

160116, str. Uychi 316, Namangan, Republic of Uzbekistan

rgikramov@mail.ru

Annotation: Expressions are defining dependency of efficient importance photo galvanic characteristics of solar elements from the temperature are received by semiempirical method. It is shown that these expressions wholly can explain the temperature dependency of efficient importance photo galvanic characteristics of solar element reception from experiment. From calculation of these expressions is shown that efficient importance of the voltage do not belong to the coefficient quality photovoltaic characteristics of solar elements. It is also shown that solar elements, prepared on base of arsenide-gallium, will not work in temperature bottom T?150 K.

Размещено на Allbest.ru