Page 13 - 4770

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 засно-
вана на явищі фотоефекту, відкритому ще в позаминулому
столітті Г. Герцем та дослідженому О.Г. Столетовим. Теорію
фотоефекту створив А. Ейнштейн у 1905 році, за що був від-
значений Нобелівською премією. Суть ефекту полягає в тому,
що кванти сонячного світла з енергією, більшою ніж ширина
забороненої зони напівпровідника, поглинаються напівпровід-
нику і створюють пари носіїв струму: електрони в зоні провід-
ності та дірки у валентній зоні. Для просторового розведення
зарядів, а значить і виникнення електричного струму, необхід-
на наявність внутрішнього електричного поля у напівпровід-
нику. Таке поле існує в електронно-дірковому p-n переході, в
контакті метал-напівпровідник, в контакті двох різних напів-
провідників (гетеропереході).
На рис.1.1 схематично зображено фотоелектричний еле-
мент з p-n переходом та напрям руху фотогенерованих носіїв
заряду. Фотогенеровані в р-області електрони витягуються
електричним полем в n-область, і, навпаки, фотогенеровані в
n-області дірки витягуються електричним полем в р-область.
На омічних контактах виникає різниця потенціалів, яка нази-
вається напругою холостого ходу U . Якщо закоротити кон-
ХХ
такти, то через фотоелектричний елемент потече струм корот-

12