σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace
σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace
σχολη εφαρμοσμένων μαθηματικων και φυσικων ... - DSpace
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
1.2.2. Διαχωρισμός των ηλεκτρικών φορέων<br />
Υπάρχουν δύο κύριοι μηχανισμοί για τον διαχωρισμό των φορτίων μέσα σε μία<br />
ηλιακή κυψελίδα. Ο πρώτος σχετίζεται με την εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου κατά<br />
μήκος της διάταξης <strong>και</strong> την μεταφερόμενη, λόγο του πεδίου κίνηση, των φορτίων<br />
(drifting), ενώ στον δεύτερο έχουμε την διάχυση των φορτίων, λόγο διαφοράς στη<br />
συγκέντρωση τους, μέσω της τυχαίας θερμικής κίνησης τους μέχρι να συλλεχτούν<br />
από ηλεκτρικά πεδία που εφαρμόζονται στα άκρα της ενεργής περιοχής.<br />
Στις μεγάλου πάχους ηλιακές κυψελίδες συνήθως δεν έχουμε ηλεκτρικό πεδίο<br />
στην ενεργό περιοχή, με αποτέλεσμα ο κυρίαρχος μηχανισμός κίνησης να είναι η<br />
διάχυση. Σε αυτήν την περίπτωση το μήκος διάχυσης των φορέων μειονότητας<br />
(το μήκος που διανύουν τα φωτοδιεγερμένα φορτία πριν επανενωθούν) πρέπει<br />
να είναι μεγαλύτερο από το πάχος της ενεργής περιοχής της ηλιακής κυψελίδας.<br />
Αντίθετα στις κυψελίδες λεπτών στρώσεων (thin films cells), το μήκος διάχυσης<br />
των φορέων μειονότητας είναι συνήθως μικρό, λόγο της ύπαρξης ατελειών, με<br />
αποτέλεσμα ο κύριος μηχανισμός να είναι η μεταφερόμενη κίνηση λόγω του ηλεκτρικού<br />
πεδίου της διεπαφής, που εδώ λόγο του μικρού πάχους εκτείνεται σε όλο<br />
το μήκος της ενεργής περιοχής [4].<br />
Στο τρίτο στάδιο, το οποίο δε θα μας απασχολήσει στη παρούσα διπλωματική,<br />
είναι σημαντικό η επαφή μεταξύ μετάλλου-ημιαγωγού να είναι Ωμική για να διευκολύνεται<br />
η ροή του παραγόμενου ηλεκτρικού ρεύματος από τον ημιαγωγό στο<br />
εξωτερικό κύκλωμα.<br />
1.2.3. Απόδοση μίας ηλιακής κυψελίδας<br />
Η απόδοση (η) ενεργειακής μετατροπής από την ηλιακή σε ηλεκτρική ενέργεια<br />
μίας ηλιακής κυψελίδας δίνεται από τον λόγο της μέγιστης παραγόμενης ηλεκτρικής<br />
ισχύος (P m ) ως προς την ισχύ του εισερχόμενου φωτός (E, σε W/m 2 ) επί την<br />
ακτινοβολούμενη επιφάνεια της ηλιακής κυψελίδας (A c σε m 2 ):<br />
Pm<br />
E A<br />
c<br />
(1)<br />
Η απόδοση μίας ηλιακής κυψελίδας μπορεί να χωριστεί σε επιμέρους αποδόσεις,<br />
οι οποίες σχετίζονται με το πόσο αποδοτικά πραγματοποιούνται τα τρία<br />
στάδια που αναφέραμε παραπάνω. Έτσι έχουμε την απόδοση ανακλαστικότητας,<br />
η οποία αναφέρεται στο ποσοστό ακτινοβολίας που περνάει μέσα στη κυψελίδα<br />
<strong>και</strong> σε αυτό που χάνεται λόγο ανάκλασης στην επιφάνεια της. Στη συνέχεια συναντάμε<br />
την Θερμοδυναμική απόδοση, που σχετίζεται με το ποσοστό των φωτονίων<br />
που κουβαλάνε την απαραίτητη ενέργεια για να δημιουργήσουν ζεύγη ηλεκτρονίων-οπών.<br />
Στο στάδιο αυτό συναντάμε <strong>και</strong> την απόδοση διαχωρισμού που<br />
5