Fotodioda  efekt fotoelektryczny wewnętrzny
Fotodioda z napędu CD
Przy polaryzacji zaporowej dioda jest
czułym detektorem światła.
Przy braku polaryzacji na złączu powstaje
siła elektromotoryczna  pracuje jako
ogniwo słoneczne
Złącze PIN używane w fotodiodach do szybkich systemów optycznych
Optoizolacja (przetworniki)
Ogniwa słoneczne
Najczęściej stosowane są ogniwa krzemowe
(mono lub polikrystaliczne)
1
Widmo promieniowania słonecznego
Generacja i rekombinacja pary elektron-dziura  absorpcja i emisja fotonu
rekombinacja
generacja
radiacyjna
dziura
elektron
rekombinacja
nieradiacyjna
Energia
1
2
Fotogeneracja pary elektron-dziura
3
w pobliżu złącza p-n
4
zakres użyteczny
(qV)
4
3
1
2
Jasna i ciemna charakterystyka prądowo-napięciowa ogniwa słonecznego
Charakterystyka
Il = Id - Isc  ciemna
�# ś#
�#
eV
Voc
Il = Io ś#expż# Ź# -1ź# - Isc
�#
ś# ź#
AkBT
�# �#
�# #
Napięcie
Vmp
ż#-eEa
�#
Io = Iooexp�# Ź#
kBT IL
�# �#
Charakterystyka
Imp
 jasna
Isc
�# ś# �# ś#
AkBT Isc ź# AkBT Isc ź#
ś# ś#
Voc = lnś# +1ź# E" lnś# ź#
e Io # e Io #
�# �#
Isc
eVoc = AEa - AkBT ln
Ioo
Wydajność ogniw słonecznych
Charakterystyka
 ciemna
ImpVmp
Voc
� =
Pin
Napięcie
Vmp
IL
ImpVmp
IscVocFF
Imp Charakterystyka
FF =
� =  jasna
IscVoc Pin
Isc
Eff. Voc Js c FF
(%) (V) (mA/c m2) (%)
Si-c 24.7 0.706 42 .2 82.8
1 9.8 0 .65 4 38 .1 79.5
Si-� c
GaAs-c 24.9 0.878 29 .3 85.4
a-Si (m odule) 1 2.0 1 2.5 1.3 73.5
GaAs (thin film) 23.3 1.011 27 .6 83.8
CIGS 19.8 0.669 35.7 7 7.0
CIGS (module) 16.6 2.643 8.3 5 75.1
CdTe (ce ll) 16.4 0.848 25.9 7 4.5
CdTe (module) 10.6 6.565 2.26 71.4
Nanocr. dye 6 .5 0 .76 9 13 .4 63.0
3
Prąd
Prąd
GaAs
30
Si
CdTe
25
20
15
Cu(InGa)Se2
10
5
0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2
E (eV)
Maksymalna wydajność ogniwa
jednozłączowego w zależności od przerwy
energetycznej warstwy absorbera.
Elektrody (Ni/Al)
absorber
okno
Eg2
Warstwa z przezroczystego tlenku przewodzącego (ZnO:Al)
Eg1
p
Warstwa buforowa (ZnO)
Warstwaokna(CdS)
n
Warstwa absorbera (CIGS)
Elektroda tylna (Mo)
Heterozłączowe ogniwo słoneczne
Podłoże szklane
Cienkowarstwowa struktura z warstwą
absorbera CIGS CuIn0,8Ga0.2Se2
4
(
%
)
Poprawa wydajności ogniw słonecznych różnych typów
Ogniwa słoneczne - zastosowania
Solartaxi
Nuna 4  zwycięzca World Solar Challenge
Solarshuttle  Serpentine Hyde park, Londyn
5