Основы процесса преобразования света в СЭ. Соотношения для тока обратного смещения

В обоих случаях получаются трансцендентные уравнения, которые могут быть решены лишь приближённо. Для тока можно также записать уравнение, связывающее его с напряжением холостого хода:

. (1.7)

Это уравнение также является трансцендентным.

Ток I_s, входящий в полученные выражения представляет собой ток p-n перехода при обратном смещении. Для идеального p-n перехода его величина определяется следующим выражением:

, (1.8)

где D_p, D_n- коэффициенты диффузии дырок и электронов соответственно, p_n0 - равновесная концентрация дырок в области полупроводника n-типа, n_p0 –равновесная концентрация электронов в области полупроводника p-типа, L_p =(D_pτ_p)^1/2 и L_n =(D_nτ_n)^1/2 – диффузионная длина соответственно дырок и электронов, достигающая в чистых образцах Si значений порядка 1 см, τ_p и τ – среднее время жизни электронов и дырок.

Для солнечного фотоэлемента с учетом L=(Dτ)^1/2 плотность тока насыщения можно определить по соотношению:

_, (1.9)

где Е_g – ширина запрещенной зоны п/п. Минимальное значение I_s для кремния при 300 K составляет примерно 10^-15 А/см².

Приведенные соотношения позволяют рассчитать напряжение холостого хода, условие максимума мощности, оценить плотность тока короткого замыкания.