Quyosh batareyalarining samaradorligi elektron-teshik juftlari samarali ishlatilishidan oldin rekombinatsiyalanganda pasayadi. Yarimo'tkazgich yorug'likni tegishli to'lqin uzunligida yutganda, elektron-teshik juftlari hosil bo'ladi. Yorug'lik ostida materialdagi tashuvchi konsentratsiyasi uning muvozanat qiymatidan oshib ketadi. Yorug'lik manbai olib tashlangandan so'ng, tashuvchi konsentratsiyasi odatda rekombinatsiya deb ataladigan jarayonda muvozanat holatiga qaytadi. Quyida bir nechta turli rekombinatsiya mexanizmlari keltirilgan:
1. Radiatsion rekombinatsiya
Radiatsion rekombinatsiya yorug'likni yutish jarayonining teskarisidir, bunda elektron yuqori energiyali holatdan pastroq energiyali holatga o'tadi va ortiqcha energiyani yorug'lik sifatida chiqaradi. Ushbu turdagi rekombinatsiya yarimo'tkazgichli lazerlar va yorug'lik chiqaradigan diodlarda (LED) muhim ahamiyatga ega, ammo kremniyli quyosh batareyalarida ustunlik qilmaydi.
2. Shiqillagan rekombinatsiya
Shin rekombinatsiyasi zarba ionlanishining teskari jarayonidir. Elektron va teshik rekombinatsiyasida ortiqcha energiya yorug'lik sifatida ajralib chiqish o'rniga boshqa elektronga o'tkaziladi. Keyin qo'zg'atilgan elektron asl holatiga qaytadi va fononlarni (tebranish energiyasini) chiqaradi. Shin rekombinatsiyasi, ayniqsa, og'ir lehimlangan materiallarda, ayniqsa, aralashmalar konsentratsiyasi 10¹⁷ sm⁻³ dan oshganda, ayniqsa yaqqol namoyon bo'ladi, bu esa bunday hollarda uni dominant rekombinatsiya jarayoniga aylantiradi.
3. Tuzoq yordamida rekombinatsiya
Yarimo'tkazgichlardagi aralashmalar va nuqsonlar taqiqlangan tasma oralig'ida ruxsat etilgan energiya darajalarini hosil qiladi. Bu nuqson energiya darajalari ikki bosqichli rekombinatsiya jarayonini osonlashtiradi: elektron avval o'tkazuvchanlik zonasidan nuqson darajasiga, keyin esa valentlik zonasiga bo'shashadi, u yerda teshik bilan rekombinatsiyalanadi. Bu jarayon rekombinatsiyani rag'batlantirishda juda samarali va quyosh batareyalarining ishlashiga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin.
4. Sirt rekombinatsiyasi
Yarimo'tkazgich yuzasi kristall strukturasining tugashi tufayli nuqsonlarning yuqori konsentratsiyasiga ega bo'lgan maydon sifatida ko'rish mumkin. Bu sirt nuqsonlari taqiqlangan tasma oralig'ida ko'plab energiya holatlarini yaratadi, bu yerda rekombinatsiya osongina sodir bo'lishi mumkin. Sirt rekombinatsiyasi muhim omil hisoblanadi, chunki sirtdagi kristall strukturasi juda tartibsiz bo'lib, bu sohalarda rekombinatsiya ehtimolini oshiradi.
Xulosa
Amaliy quyosh batareyalarida ushbu rekombinatsiya mexanizmlari umumiy samaradorlikning yo'qotilishiga olib keladi. Batareya dizaynerlarining vazifasi samaradorlikni oshirish uchun bu yo'qotishlarni minimallashtirishdir. Har bir rekombinatsiya jarayoni turli xil qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi va ularni material tanlash, sirt passivatsiyasi va optimallashtirilgan qo'shimcha darajalari orqali yengib o'tish quyosh batareyalarining ish faoliyatini yaxshilash uchun juda muhimdir. Bundan tashqari, turli xil dizayn xususiyatlari bozorda turli xil tijorat quyosh batareyalarini ajratib turadi, bu ularning samaradorligi va qo'llanilish salohiyatiga ta'sir qiladi.
