(17)

где Vmax и Pmax - плотность напряжения и тока в максимальной точке мощности соответственно. Эффективность преобразования мощности для солнечного элемента, определяемая уравнением (18).

(18)

где Pin - плотность мощности света, а Pout - электрическая мощность, генерируемая объемным солнечным устройством гетероперехода в точке максимальной мощности.

В этой исследовательской работе объемный гетеросекционный солнечный элемент разработан программным обеспечением GPVDM для изучения характеристик J-V при различных сопротивлениях серии. Параметры моделирования показаны в таблице 2.

Таблица 2. Параметры моделирования

Характеристики освещения J-V моделируются при разных сопротивлениях 1Щ, 3Щ, 5Щ и 7Щ. Характеристические кривые J-V показаны на рисунке 32. Из характеристик характеристик J-V видно, что ток короткого замыкания уменьшается с увеличением последовательного сопротивления непрерывно, при 1 Ом ток короткого замыкания максимален и минимален при 7 Ом. Активная область делает номинальный ток фотогена более длинным, прежде чем он собирается на электродах. Положение контактов в устройстве вызывает ток в основном в направлении x, поэтому сопротивление должно зависеть только от длины устройства. В исследовании будет применена толстая сетка для поддержания низкого эффективного сопротивления ITO, даже когда площадь солнечного элемента станет большой.

По мере увеличения сопротивления серии падение напряжения между напряжением соединения и напряжением на клеммах становится больше для одного и того же тока. Результатом является то, что контролируемая током часть кривой I-V начинает просачиваться к началу координат, что приводит к значительному уменьшению напряжения на клеммах и небольшому уменьшению тока Isc. Очень высокие значения Rs также приведут к значительному уменьшению Isc; в этих режимах доминирует сопротивление серии, и поведение солнечного элемента напоминает сопротивление резистора. Эти эффекты показаны для кристаллических кремниевых солнечных элементов в кривых j-v [25].

Рисунок 32. ВАХ для разных значений последовательного контактного сопротивления 1?, 3?, 5?, 7?.

Заключение

В работе проведен анализ физико-химических свойств органических полупроводников, используемых в разработках солнечных элементов на основе гетеропереходов, показаны фотоэлектрические процессы, определяющие характеристики таких солнечных элементов, и влияние параметров структуры на эффективность фотопреобразования.

Выполнено моделирование характеристик солнечных элементов на основе гетероструктуры из полимерного композита P3HT/PCBM с использованием ПО AMPS и Gpvdm. Отмечены возможности каждого ПО. Показано, что программа Gpvdm представляет собой наиболее удобное ПО для моделирования органического солнечного элемента на основе гетероструктур. Моделирование фотоэлектрических параметров солнечного элемента на основе объемного гетероперехода показало, что вольт-амперная характеристика изменяется с изменением последовательного сопротивления. Так, при последовательном сопротивлении 1 Ом получается гладкая кривая, при которой достигается максимальный ток короткого замыкания и кпд устройства. Таким образом, результаты моделирования с помощью ПО Gpvdm ясно показывают, как последовательное сопротивление оказывает влияние на вольт-амперные характеристики органического солнечного элемента.

Список литературы

амперный гетероструктура моделирование планарный