Img00170

174

fotodiody krzemowej. Z zacisków połączonych z elektrodami można odbierać energię elektryczną. Siła elektromotoryczna pojedynczego ogniwa słonecznego jest niewielka, rzędu 0,5... 1 V, a prąd zwarciowy zawiera się w granicach 15...40 mA/cm². Stąd łatwo obliczyć, że z jednego metra kwadratowego naświetlanej powierzchni ogniwa uzyskać można ok. 100 W. W ogniwach monokrystalicznych krzemowych uzyskuje się sprawności do ok. 10% (w specjalnych warunkach uzyskano 18%, przy teoretycznie możliwej sprawności — 23%).

Początkowo, ogniwa słoneczne wykorzystywane wyłącznie w pojazdach kosmicznych wykonywano z płytek monokrystalicznego krzemu. Gdy pojawiły się koncepcje szerokiego ich użycia do konwersji energii słonecznej w energię elektryczną, głównym hamulcem okazała się wysoka cena krzemu monokrystalicznego.

W ostatnich latach wprowadzono na rynek ogniwa z amorficznego krzemu do zasilania kalkulatorów, zegarków, radioodbiorników, telewizorów i do zasilania domów w energię elektryczną. Stanowią one drugą generację ogniw słonecznych. Do produkcji użyto uwodornionego amorficznego krzemu a-Si:H, zawierającego 8... 12% wodoru, nasycającego wiązania i modyfikującego jego strukturę. Materiał ten ma własności półprzewodnika samoistnego i przez odpowiednie domieszkowanie staje się półprzewodnikiem typu n lub p. Zaletą tego materiału jest stosunkowo łatwa i niedroga technologia jego wytwarzania. Sprawność ogniw znajdujących się w sprzedaży wynosi ok. 6%.

Trzecią generacją ogniw, po ogniwach płytkowych z mono- i polikrystalicznego krzemu i ogniw cienkowarstwowych z amorficznego krzemu, będą polikrystaliczne ogniwa cienkowarstwowe. Największe nadzieje wiąże się z polikrystalicznymi, cienkowarstwowymi ogniwami wytworzonymi na tanich podkładach:

—    krzemowymi o grubości do 50 pm,

—    z arsenku galu GaAs o grubości do 5 pm.

Korzystne własności optyczne i elektryczne wykazują również CdS, CdTe, Cu₂S, używane na cienkowarstwowe ogniwa słoneczne.

Tranzystory

3.31. Tranzystory są półprzewodnikowymi elementami wielozłączowymi, tj. elementami o kilku przejściach p-n. Na ogół jednak tranzystorem (ang. transfer resistor — „przemiennik rezystancji”) nazywa się triodę półprzewodnikową o trzech wyprowadzeniach, składającą się z trzech warstw półprzewodnikowych, tworzących ze sobą dwa złącza p-n. Jeśli warstwa środkowa jest półprzewodnikiem domieszkowym typu n, to warstwy skrajne są półprzewodnikami typu p (rys. 3.31 — 1 c). Warstwa środkowa (zwykle bardzo cienka, rzędu mikronów) nosi nazwę bazy (B). Warstwy skrajne noszą nazwę emitera (E) i kolektora (K).