Унутры сонечных элементаў існуюць розныя тыпы току, такія як цёмны ток, зваротны ток і ток уцечкі. Гэтыя токі аказваюць розную ступень уплыву на выходную магутнасць сонечных модуляў. Вызначэнне характарыстык гэтых токаў можа дапамагчы вызначыць прычыны анамальнай выходнай магутнасці модуля, што спрыяе поўнаму вырашэнню праблем.
Цёмная плынь
Вызначэнне
Цёмны ток, таксама вядомы як зваротны ток насычэння пры адсутнасці асвятлення, адносіцца да зваротнага пастаяннага току, які генеруецца ў PN-пераходзе ва ўмовах зваротнага зрушэння, калі няма падаючага святла. Звычайна ён выкліканы дыфузіяй носьбітаў або дэфектамі на паверхні і ўнутры прылады, а таксама шкоднымі прымешкамі.
Фарміраванне
(1).Працэс дыфузіі:Унутры PN-пераходу больш электронаў у N-вобласці і больш дзірак у P-вобласці. З-за розніцы канцэнтрацый электроны ў N-вобласці дыфузіруюць да P-вобласці, а дзіркі ў P-вобласці дыфузіруюць да N-вобласці. Нягледзячы на тое, што ўбудаванае электрычнае поле PN-пераходу супраціўляецца гэтай дыфузіі, яна ўсё роўна адбываецца, пакуль не будзе дасягнута дынамічная раўнавага, утвараючы дыфузійны ток.
(2).Дэфекты і прымешкі:Калі дэфекты існуюць на паверхні або ўнутры прылады, яны дзейнічаюць як цэнтры рэкамбінацыі, захопліваючы электроны і дзіркі і спрыяючы рэкамбінацыі. Шкодныя прымешкі адыгрываюць падобную ролю, спрыяючы ўтварэнню цёмнага току.
Уплыў
Цёмны ток часта ўлічваецца падчас сартавання крэмніевых пласцін. Празмерны цёмны ток сведчыць аб нізкай якасці пласціны, напрыклад, аб наяўнасці шматлікіх паверхневых станаў, шматлікіх дэфектаў рашоткі, шкодных прымешак або занадта высокай канцэнтрацыі легіравання. Сонечныя элементы, вырабленыя з такіх пласцін, звычайна маюць нізкі час жыцця неасноўных носьбітаў зараду, што непасрэдна прыводзіць да нізкай эфектыўнасці пераўтварэння.
Цёмны ток у сонечных элементах
У простых дыёдах цёмны ток адпавядае зваротнаму току насычэння. Аднак у сонечных элементах цёмны ток уключае зваротны ток насычэння, ток уцечкі ў тонкім слоі і ток уцечкі ў аб'ёме.
Зваротны ток насычэння
Вызначэнне
Зваротны ток насычэння адносіцца да току ў PN-пераходзе пры ўжыванні зваротнага зрушэння. Зваротнае напружанне пашырае збяднелы пласт, павялічваючы электрычнае поле і патэнцыяльную энергію электронаў. Гэта абцяжарвае перасячэнне бар'ера асноўнымі носьбітамі, зніжаючы ток дыфузіі амаль да нуля.
Фарміраванне
1. Дрэйфавы ток: Узмацненне электрычнага поля палягчае дрэйф неасноўных носьбітаў у абласцях N і P, утвараючы зваротны ток.
2. Тэмпературная залежнасць: Паколькі неасноўныя носьбіты зарада генеруюцца пад уздзеяннем цеплавога працэсу, іх колькасць пастаянная пры зададзенай тэмпературы, як і зваротны ток.
Ток уцечкі
Вызначэнне
Сонечныя элементы можна падзяліць на тры вобласці: тонкі пласт (N-вобласць), збяднелы пласт (PN-пераход) і аб'ёмная вобласць (P-вобласць). Дэфекты і прымешкі ў гэтых абласцях дзейнічаюць як цэнтры рэкамбінацыі, захопліваючы электроны і дзіркі для палягчэння рэкамбінацыі. Гэты працэс генеруе малыя токі, якія спрыяюць вымярэнаму цёмнаму току.
Тыпы
· Ток уцечкі ў тонкім пласце: выкліканы дэфектамі і прымешкамі ў тонкім пласце.
· Ток уцечкі ў аб'ёме: выкліканы дэфектамі і прымешкамі ў аб'ёмнай вобласці.
Мэта выпрабаванняў на цёмным току
1. Прадухіленне паломак
Калі ячэйка мае адваротнае зрушэнне або палярнасць модуля адваротная, празмерны цёмны ток можа прывесці да хуткага выхаду з ладу ячэйкі. Нягледзячы на рэдкасць, праверка цёмнага току дапамагае прадухіліць такія здарэнні.
2. Маніторынг вытворчых працэсаў
Выпрабаванне цёмным токам дапамагае выявіць патэнцыйныя праблемы працэсу. Цёмны ток складаецца з зваротнага току насычэння, току ўцечкі тонкага слоя і току ўцечкі аб'ёму, якія прадстаўлены адпаведна J1J_1J1, J2J_2J2 і J3J_3J3.
Пры ўжыванні адваротнага напружання:
· Рэгіён 1: Дамінуе J2J_2J2 (ток уцечкі тонкага слоя).
· Рэгіён 2: пераважае J3J_3J3 (вялікі ток уцечкі).
· Рэгіён 3: Дамінуе J1J_1J1 (зваротны ток насычэння).
Межы гэтых абласцей вызначаюцца пэўнымі выпрабавальнымі напружаннямі.
Эфекты напружання
Калі да элемента прыкладаецца напружанне, гэта выклікае электрычную інжэкцыю ў крэмніевую пласціну, узбуджаючы нераўнаважныя носьбіты. Чым вышэй напружанне, тым больш носьбітаў узбуджаецца, што прыводзіць да больш высокага цёмнага току. Аднак хуткасць росту запавольваецца па меры павелічэння напружання, пакуль элемент не разбурыцца.
Стандартнае тэсціраванне
Цёмны ток звычайна правяраецца пры 12 В. Параўноўваючы вынікі выпрабаванняў са стандартнымі крывымі, можна ацаніць стан ячэйкі:
· Празмерны цёмны ток у вобласці 1 сведчыць аб праблемах у тонкім пласце.
· Празмерны цёмны ток у вобласці 2 сведчыць аб праблемах у аб'ёмнай вобласці.
· Празмерны цёмны ток у вобласці 3 сведчыць аб праблемах з PN-пераходам, такіх як дыфузія, трафарэтны друк або тэмпературныя няроўнасці.
Выснова
Тэставанне цёмнага току мае вырашальнае значэнне для выяўлення праблем, звязаных з працэсам, і паляпшэння вытворчасці сонечных батарэй.
