Günəş batareyalarının içərisində qaranlıq cərəyan, tərs cərəyan və sızma cərəyanı kimi müxtəlif növ cərəyanlar mövcuddur. Bu cərəyanlar günəş modullarının güc çıxışına müxtəlif dərəcədə təsir göstərir. Bu cərəyanların xüsusiyyətlərini ayırd etmək, modulun qeyri-normal güc çıxışının səbəblərini müəyyən etməyə və problemlərin hərtərəfli həllinə kömək edə bilər.
Qaranlıq Cərəyan
Tərif
İşıqlandırma altında tərs doyma cərəyanı kimi də tanınan qaranlıq cərəyan, düşən işığın olmadığı zaman tərs qərəz şəraitində PN qovşağında yaranan tərs DC cərəyanına aiddir. Bu, ümumiyyətlə daşıyıcıların diffuziyası və ya cihazın səthində və içərisindəki qüsurlar, eləcə də zərərli çirklər səbəbindən baş verir.
Formalaşma
(1).Diffuziya Prosesi:PN qovşağının içərisində N bölgəsində daha çox elektron, P bölgəsində isə daha çox dəlik olur. Konsentrasiya fərqinə görə, N bölgəsindəki elektronlar P bölgəsinə doğru, P bölgəsindəki dəliklər isə N bölgəsinə doğru diffuziya olunur. PN qovşağının daxili elektrik sahəsi bu diffuziyaya müqavimət göstərsə də, dinamik tarazlıq əldə edilənə və diffuziya cərəyanı əmələ gələnə qədər bu hələ də baş verir.
(2).Qüsurlar və çirklər:Cihazın səthində və ya içərisində qüsurlar olduqda, onlar rekombinasiya mərkəzləri kimi çıxış edərək elektronları və dəlikləri tutur və rekombinasiyanı asanlaşdırır. Zərərli çirklər də oxşar rol oynayır və qaranlıq cərəyanın əmələ gəlməsinə kömək edir.
Təsir
Silikon lövhələrin çeşidlənməsi zamanı tünd cərəyan tez-tez nəzərə alınır. Həddindən artıq tünd cərəyan lövhənin keyfiyyətinin aşağı olduğunu, məsələn, bir çox səth vəziyyətinin, çoxsaylı qəfəs qüsurlarının, zərərli çirklərin və ya həddindən artıq yüksək aşqarlanma konsentrasiyalarının olduğunu göstərir. Belə lövhələrdən hazırlanan günəş batareyaları adətən aşağı azlıq daşıyıcı ömrü nümayiş etdirir və bu da birbaşa aşağı çevrilmə səmərəliliyinə gətirib çıxarır.
Günəş elementlərində qaranlıq cərəyan
Sadə diodlarda tünd cərəyan tərs doyma cərəyanına uyğun gəlir. Lakin günəş batareyalarında tünd cərəyana tərs doyma cərəyanı, nazik təbəqə sızma cərəyanı və toplu sızma cərəyanı daxildir.
Tərs Doyma Cərəyanı
Tərif
Tərs doyma cərəyanı, tərs qərəz tətbiq edildikdə PN qovşağındakı cərəyanı ifadə edir. Tərs gərginlik tükənmə təbəqəsini genişləndirir, elektrik sahəsini və elektronların potensial enerjisini artırır. Bu, əksər daşıyıcıların maneəni keçməsini çətinləşdirir və diffuziya cərəyanını sıfıra yaxınlaşdırır.
Formalaşma
1. Drift Cərəyanı: Artan elektrik sahəsi, N və P bölgələrindəki azlıq daşıyıcılarının sürüşməsini asanlaşdırır və əks cərəyan əmələ gətirir.
2. Temperatur Asılılığı: Azlıq daşıyıcıları istilik yolu ilə yaradıldığı üçün onların sayı müəyyən bir temperaturda sabitdir və əks cərəyan da sabitdir.
Sızma cərəyanı
Tərif
Günəş batareyaları üç bölgəyə bölünə bilər: nazik təbəqə (N-bölgəsi), tükənmə təbəqəsi (PN qovşağı) və həcm bölgəsi (P-bölgəsi). Bu bölgələrdəki qüsurlar və çirklər rekombinasiya mərkəzləri kimi çıxış edərək elektronları və dəlikləri tutaraq rekombinasiyanı asanlaşdırır. Bu proses kiçik cərəyanlar yaradır və ölçülmüş qaranlıq cərəyana töhfə verir.
Növləri
· Nazik təbəqəli sızma cərəyanı: Nazik təbəqədəki qüsurlar və çirklər səbəbindən yaranır.
· Toplu Sızma Cərəyanı: Toplu bölgədəki qüsurlar və çirklər səbəbindən yaranır.
Qaranlıq Cərəyan Testinin Məqsədi
1. Çökmənin qarşısının alınması
Hüceyrə tərs istiqamətdə olduqda və ya modul qütblüyü tərsinə çevrildikdə, həddindən artıq tünd cərəyan hüceyrənin sürətli parçalanmasına səbəb ola bilər. Nadir hallarda olsa da, tünd cərəyanın sınaqdan keçirilməsi bu cür halların qarşısını almağa kömək edir.
2. İstehsal proseslərinin monitorinqi
Tünd cərəyan sınağı potensial proses problemlərini müəyyən etməyə kömək edir. Tünd cərəyan tərs doyma cərəyanından, nazik təbəqə sızma cərəyanından və toplu sızma cərəyanından ibarətdir və müvafiq olaraq J1J_1J1, J2J_2J2 və J3J_3J3 ilə təmsil olunur.
Əks gərginlik tətbiq edildikdə:
· Region 1: J2J_2J2 (nazik təbəqəli sızma cərəyanı) tərəfindən üstünlük təşkil edir.
· Region 2: J3J_3J3 (toplu sızma cərəyanı) tərəfindən üstünlük təşkil edir.
· 3-cü Region: J1J_1J1 (tərs doyma cərəyanı) tərəfindən dominantlıq edilir.
Bu bölgələrin sərhədləri xüsusi sınaq gərginlikləri ilə müəyyən edilir.
Gərginlik effektləri
Elementə gərginlik tətbiq edildikdə, silikon lövhəyə elektrik inyeksiyası baş verir və qeyri-tarazlıq daşıyıcılarını həyəcanlandırır. Gərginlik nə qədər yüksəkdirsə, daşıyıcılar bir o qədər həyəcanlanır və bu da daha yüksək qaranlıq cərəyana səbəb olur. Lakin, hüceyrə parçalanana qədər gərginlik artdıqca böyümə sürəti yavaşlayır.
Standart Test
Tünd cərəyan adətən 12V-da sınaqdan keçirilir. Test nəticələrini standart əyrilərlə müqayisə etməklə elementin vəziyyətini qiymətləndirmək olar:
· 1-ci bölgədə həddindən artıq tünd cərəyan nazik təbəqədəki problemləri göstərir.
· 2-ci bölgədə həddindən artıq qaranlıq cərəyan toplu bölgədə problemlərin olduğunu göstərir.
· 3-cü bölgədə həddindən artıq tünd cərəyan PN qovşağında diffuziya, ekran çapı və ya temperatur uyğunsuzluqları kimi problemləri göstərir.
Nəticə
Qaranlıq cərəyanın sınaqdan keçirilməsi proseslə əlaqəli problemləri müəyyən etmək və günəş batareyası istehsalını yaxşılaşdırmaq üçün çox vacibdir.
