Раздел: Документация
0 ... 32 33 34 35 36 37 38 ... 60 сырья и накопленный технологический опыт делают его удобным для широкого практического применения. Монокристаллический кремниевый солнечный элемент имеет высокий КПД — примерно 16%- Но высока стоимость производства таких элементов. Ведутся исследования по ее снижению путем усовершенствования технологии выращивания монокристаллов. Применяя аморфный кремний, его наносят на дешевую подложку из стекла или нержавеющей стали (рис. 92). Благодаря низкой стоимости аморфный кремний широко используется. Можно подобрать полупроводниковое соединение с подходящей шириной запрещенной зоны и тем самым повысить КПД солнечного источника. Большинство этих соединений прямопереходного типа м, кроме того, могут образовывать тонкие пленки, поглощающие свет по всей толщине. Соединения, подходящие для использования в солнечных элементах, это, например, GaAc, GaAs — Al,Gai ,As, InP из группы A"BV и CdS, CdTe нз группы AMBVI. Эти материалы имеют низкую стоимость и высокий коэффициент поглощения в области солнечного спектра. Из солнечных элементов составляют батареи. Они работают как источники питания в микрокалькуляторах и других приборах, преобразуя в электрический ток свет комнатных светильников. Солнечные батареи из большого числа элементов устанавливают в местах, долгое время освещаемых солнцем, например в пустынях.  п .Прозрачная \/ пленка xjj проводника 4г ff-SiC a-Si Стала Рис. 92. Солнечный элемент на аморфном кремнии (а = Si) Слева р—1—п-структура па стекле (в круге показаны свободные связи водорода и кремния): справа р—i—л-структурв иа ствли с окном из кар-Сида кремния, имеющего широкую запрещенную зону Длина волны, мкм Ультрафиолетовое Видимое излучение излучение- Ъ,5 *1* Инфракрасное излучение 0.1 0.2 т -1—т "т-Г 10 20 50 100 200 500 1000 I 1 1 1 Ч Термопара Болометр Человеческий глаз CdS Фоторезистор ---о-» 1ГГВ Вт Фотодиод, фототранзистор Pbs Фоторезистор 10-" Вт GaAsP Фотодиод -• ip"3 Вт PbSnTe(77K) 10-»5? PbSe Фоторезис i op HgCdTe (77К) In As (для сверхмощного - — излучения)— (внешний,nSo (ДЛ"Сверхмощ-10-: Вт i-jji,) фотоэффект) Ag-O-Cs »о излучении)W"4 Пироэлектрический эффект , Sb-Cs —«6i-A9-0-Cs--- Ge : Au(77KI Ge : В I2KI GaAs(Cs) i Si pin Фотолриемник ..фотонная драга" InP APO--• GaAsP CdSe a ) m Ge; Нэ (4.2K) Gc : Cu (4,2K) CdS C*A* I Si Ge I PbS PbSe T t t 1" InAs InSb Контакт Джоэефсонэ — Граница поглощения для различных полупроводников Что такое фотодатчик? Фотодатчик — это прибор, преобразующий каким-либо способом световые величины в другие из-меряемые, обычно электрические. Для преобразования часто используют генерацию светом электронов и дырок в полупроводнике. Регистрируется проход этих носителей по внешней цепи. По механизму все способы регистрации света можно разделить на четыре группы, использующие 1) внешний фотоэффект (фотоэлектронную эмиссию), 2) внутренний фотоэффект (фотопроводимость, фото-ЭДС), 3) неэлектрические явления (например, потемнение фотопленки под действием света), 4) пироэлектрический эффект. Могут быть использованы и другие, помимо указанных, явления. Детекторы инфракрасного излучения работают по принципу «фотонной драги», на основе эффекта Джозефсона и параметрических эффектов в диэлектриках, имеющих нелинейности в области дальнего инфракрасного излучения. Характеристики оптических датчиков показаны на рис. 93, во-первых, спектральная чувствительность. Обычно чувствительность материалов зависит от длины волны и необходимо подбирать материал фотодатчика для конкретных длин волн. Чувствительность при использовании фотоэлектрических эффектов, как правило, определяется зонной структурой веществ. Пироэлектрический эффект действует до больших длин волн, расширяя диапазон чувствительности. Следующая характеристика — время отклика. Прн пироэлектрическом эффекте время отклика велико, т. е. мало быстродействие приборов. В некоторых фотопроводниках, например в сульфиде свинца, для повышения чувствительности увеличивают время жнзни небольшой части носителей, по это приводит к увеличению времени отклика. Велика скорость отклика в приборах, работающих за счет фотовольтаи-ческого эффекта. Наименее инертный из них — лавин- Рис. 93. Время отклика и спектральная чувствительность оптических датчиков Ёелыны кружками обозначены евмые чувствительные датчики; APD — ла. винный фотодиод 0 ... 32 33 34 35 36 37 38 ... 60
|
