1.4 Спектр солнечного излучения

На рис.1.4. приведено спектральное распределение потока фотонов внеатмосферного (АМ 0) и наземного стандартизованного (АМ 1,5) солнечного излучения при перпендикулярном падении лучей на приемную площадку.[3]

Рис. 1.4. Спектральное распределение потока фотонов солнечного излучения:

1- внеатмосферное излучение (АМ 0); 2 - наземное стандартизованное излучение (АМ1,5); 3 - спектр излучения абсолютно черного тела при Тс=5800К.

На вставке заштрихована доля полезно используемых кремниевыми фотоэлементами фотонов.

Энергия фотонов, эВ ( эВ -электронвольт - энергия, которую необходимо совершить, чтобы переместить электрон между двумя точками с разностью потенциалов 1 В. 1 эВ = 1,6·10-19 Дж), в излучении с длиной волны определяется из соотношения:

,

гдеh- постоянная Планка, 6,626196(50)·10-34 Дж·с; c- скорость света, - длина волны, мкм.

Граничная длина волны, начиная с которой фотоны будут поглощаться в материале солнечного элемента с шириной запрещенной зоны Eg

.

Более длинноволновое излучение не поглощается в полупроводнике и, следовательно, бесполезно с точки зрения фотоэлектрического преобразования.

Запрещенная зона характеризуется отсутствием энергетических уровней, различна по ширине для разных материалов.