Page 14 - 4374

2
фери Землі дорівнює 1360 Вт/м - величина відома як сонячна
стала АМ0. Під час проходження крізь атмосферу Землі інтен-
сивність сонячного випромінювання зменшується за рахунок
його поглинання, розсіювання та відбивання під час взаємодії
з частинками пилу, з киснем, озоном, вуглекислим газом, па-
рами води. Під час взаємодії з озоном та киснем поглинання
сонячного випромінювання відбувається переважно в ультра-
фіолетовій частині спектру, водяна пара та вуглекислий газ
поглинають переважно в інфрачервоній частині. Тому сонячне
випромінювання, яке досягає земної поверхні, має меншу
енергію, а його спектр змінюється.
Метод прямого перетворення сонячного випромінюван-
ня в електрику є, по-перше, найбільш зручним для споживача,
оскільки отримується найбільш вживаний вид енергії, і, по-
друге, такий метод вважається екологічно чистим засобом
одержання електроенергії на відміну від інших, які викорис-
товують органічне паливо, ядерну сировину чи гідроресурси.
Основою напівпровідникового сонячного елементу є
пластина напівпровідника з p-n переходом. Його робота їх
заснована на явищі фотоефекту, відкритому ще в позаминуло-
му столітті Г. Герцем та дослідженому О.Г. Столетовим. Тео-
рію фотоефекту створив А. Ейнштейн у 1905 році, за що був
відзначений Нобелівською премією. Суть ефекту полягає в
тому, що кванти сонячного світла з енергією, більшою ніж
ширина забороненої зони напівпровідника, поглинаються на-
півпровіднику і створюють пари носіїв струму: електрони в
зоні провідності та дірки у валентній зоні. Для просторового
розведення зарядів, а значить і виникнення електричного
струму, необхідна наявність внутрішнього електричного поля
у напівпровіднику. Таке поле існує в електронно-дірковому p-
n переході, в контакті метал-напівпровідник, в контакті двох
різних напівпровідників (гетеропереході).
На рис.1.1 схематично зображено сонячний елемент з p-n
переходом та напрям руху фотогенерованих носіїв заряду.
Фотогенеровані в р-області електрони витягуються електрич-
ним полем в n-область, і, навпаки, фотогенеровані в n-області
дірки витягуються електричним полем в р-область. На оміч-
них контактах виникає різниця потенціалів, яка називається
напругою холостого ходу U . Якщо закоротити контакти, то
ХХ
через сонячний елемент потече струм короткого замикання

12