QUYOSH FOTOELEKTR O‘ZGARTGICHLARINING AXAMIYATI

Аннотация

In this article, the features of obtaining electricity from solar energy using solar photoelectric converters, as well as the features of electronic elements are presented. Theoretical research and practical developments in the field of solar energy photoelectric converters confirm the possibility of high FIK in the conversion of radiation energy in photoelectric converters, and the main directions for achieving this goal are determined. Typical for photoelectric converters (FEO') is about 300- 350 K equilibrium and at solar temperatures T≈6000 K, their limit of theoretical FIC is 90%. This shows that optimizing the structure and performance of converters aimed at reducing irreversible energy losses can actually increase the actual FIK to 50% and more (in laboratories, the FIK has reached up to 40%). Keyword. Photoelectric converters, electronvolt, free electron, n-p-junctions, illumination. FEО‘larning bir jinsli bо‘lmagan yarim о‘tkazgichli tuzilmalarga quyosh nurlanish ta’sir etganda, hosil bо‘ladigan energiyaning о‘zgartirishi fotoelektr effektiga asoslangan [6,7]. λ uzunlikdagi tо‘lqinlar nurlanishda fotonlar energiyasi (eV) quyidagi munosabatdan aniqlanadi: bu yerda h = 6,626×10-34 J×s – Plank doimiysi; c = 2,997925×108 m/s – yorug‘lik tezligi; λ – tо‘lqin uzunligi, mkm. Elektronvolt – potensiallar farqi 1 V bo‘lgan ikkita nuqtalar orasida elektronni ko‘chirish uchun zarur bo‘lgan energiyadir [8,9]. 1 eV=1,6×10-19 J. λ chegara to‘lqin uzunligidan boshlab quyosh fotoelementning materialda g fotonlar yutiladi: λ = 1,24 / ∆YE ; g bu yerda ∆YE – taqiqlangan soha, sathlarning yo‘qligi bilan tavsiflanadi, eni bo‘yicha turli xil materiallar uchun har xil bo‘ladi, Quyosh nurlanish energiyani elektr energiyaga о‘zgartirish uchun yarimо‘tkazgichli qurilmalar quyosh fotoelementlar (QFE) deb nomlanadi. 71 SCIENCE SHINE INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL Issue 7(42), Volume 1 | ISSN 3030-377X | 15.04.2025 Yarim о‘tkazgichli materiallardan germaniy Ge va kremniy Si eng muhim hisoblanadi. Kremniy D. I. Mendeleyev Davriy tizimida IV guruhdagi elementlarga kiradi, uning valentligi 4 ga teng. Kremniy atomlar tashqi elektron qobiqda 4 ta elektronlarga ega [11]. 1-rasm: Toza kremniyning kristallik panjara Energiya (issiqlik yoki yorug‘lik) keltirilganda panjarada atomlararo bog‘lanishlar elektronlarni yо‘qotadi, bunda musbat zaryadlar hosil bо‘ladi. Panjaradagi elektron bо‘lmagan joyga “teshik” deb ataladi. “Teshik” – bu elektronni yо‘qotgan atom, bu esa elektronlarning teshikdan teshikka о‘tish bilan teshiklarning “harakati” vujudga keladi (“teshiklar” о‘zi esa harakatlanmaydi) [12]. Agarda yarim о‘tkazgichga tashqi elektr maydoni ta’sir etmasa, teshik va erkin elektronlar tartibsiz harakatlanadi. Agarda yarimо‘tkazgichni elektr maydonga joylashtirsa, teshik va elektronlarning harakati tartibli yо‘nalgan bо‘ladi. Teshiklarning bir atomdan boshqa atomga о‘tish harakatning yо‘nalishi yarimо‘tkazgich orqali tokning о‘tish yо‘nalishiga mos keladi. Teshiklar harakati bilan hosil bо‘lgan о‘tkazuvchaligiga teshikli yoki r-turdagi о‘tkazuvchanlik (lotin. positive-musbat) deb ataladi. Elektronlar harakati bilan hosil bо‘lgan о‘tkazuvchaligiga esa elektron yoki p-turdagi о‘tkazuvchanlik (lotin. negativt- manfiy) deb ataladi. Shunday qilib, yarimо‘tkazgichning о‘tkazuvchanligi elektronlarning о‘tkazuvchanlik sohasidagi hamda elektronlarning valentlik sohasidagi harakati bilan belgilanadi. Lekin valentlik sohasida elektronlar emas balki teshiklar harakatlanadi deb qabul qilingan. Valentlik bog‘lanishlar bо‘zilishi oqibatda hosil bо‘ladigan yarimо‘tkazgichning о‘tkazuvchanligiga xususiy о‘tkazuvchanlik deb ataladi [13]. 72 SCIENCE SHINE INTERNATIONAL SCIENTIFIC JOURNAL Issue 7(42), Volume 1 | ISSN 3030-377X | 15.04.2025 Tо‘rt atomli Si kremniyni besh valentli R fosfor bilan legirlanganda aralashmaning atom joyning о‘rniga ortiqcha elektron vujudga keladi (2 a - rasm). 2-rasm. Legirlangan kremniyning kristallik panjarasi: a – fosfor bilan; b – bor bilan Erkin elektronlarni vujudga keltiruvchi aralashmalarga donorli (lotin. donore- hadya qilmoq) deb ataladi. Bu holda kremniy elektron о‘tkazuvchanli yarimо‘tkazgich yoki p-turidagi yarimо‘tkazgich deb nomlanadi. p-turidagi yarimо‘tkazgichda о‘tkazuvchanlik faqat elektronlar bilan hosil qilinadi [14]. Tо‘rt atomli Si kremniyni uch valentli V bor bilan legirlanganda aralashmaning atom joyning о‘rniga ortiqcha teshik vujudga keladi (2 b- rasm). Erkin elektronlarni kamaytiruvchi aralashmalarga akseptorli (lotin. acceptor-qabul qilmoq) deb ataladi. Bu holda kremniy teshik о‘tkazuvchanli yarimо‘tkazgich yoki r-turidagi yarimо‘tkazgich deb nomlanadi. r-turidagi yarimо‘tkazgichda о‘tkazuvchanlik faqat teshiklar bilan hosil qilinadi [15]. k =1,38×10-23 Dj/K – Bolsman doimiysi; T – yarimо‘tkazgichning temperaturasi, K. Bitta monokristallda p- va n-turidagi yarimо‘tkazgichlarni birlashtrilganda n- turidagi yarimо‘tkazgichdan r-turidagi yarimо‘tkazgichga elektronlarning diffuzion oqimi vujudga keladi