достижении напряжением холостого хода величины 0,5-0,55 В его дальнейший рост прекращается, увеличение световой мощности приводит к возрастанию тока короткого замыкания.

Наибольшую мощность с элемента заберет та нагрузка, вольт-амперная характеристика которой (прямая линия на рис. 14.11) пройдет вблизи излома внешней характеристики элемента. Набрав соответ-

1,мА W

О

Рис. 14.11. Внешняя характеристика элемента солнечной батареи

о,г 0,1, 0,8 цв

Рис. 14.12. Изменения внешней характеристики от температуры

ствующее число параллельно и последовательно включенных элементов батареи, можно добиться, что заданная нагрузка станет близка к оптимальной для этой батареи. Однако условие согласования нагрузки и генератора будет выполняться лишь при определенной освещенности и определенной температуре.

Влияние температуры на внешнюю характеристику элемента солнечной батареи приводит (рис. 14.12) к изменению-как напряжения холостого хода, так и тока короткого замыкания. Поэтому каждой температуре элемента должна соответствовать СБОЯ оптимальная нагрузка.

. Из-за этих особенностей солнечных батарей при изменяющихся условиях эксплуатации не удается передавать в заданную нагрузку всю электрическую энергию, которую может она выработать. В среднем используется около 60% энергии.

Выпускаемые нашей промышленностью элементы кремниевых солнечных батарей при излучении с плотностью 1 кВт/м^ создают ток короткого замыкания с плотностью 20-25 мА/см, а напряжение холостого хода 0,5-0,55 В. На оптимальной для температуры 25° С нагрузке этот элемент создает напряжение 0,35-0,4 В, отдает в нее с одного квадратного сантиметр!а ток 15-20 мА.

Рис. 14.13. Схема конструкции солнечной батареи

Элементы солнечных батарей выпускаются круглой, прямоугольной и шестиугольной формы (рис. 14.13). Для съема тока по контуру элемента наносится металлическая пленка и полоски на освещаемой поверхности, а нижняя неосвещаемая поверхность металлизируется полностью. Прямоугольная и шестигранные пластины обеспечивают простое объединение их в батарею.

Коэффициент полезного действия солнечных батарей невысок, составляет 5-8%. Связано это с тем, что не вся поверхность батареи является светочувствительной. Заметную часть поверхности батареи занимают токоотводящие и крепежные соединения. Кроме того, не вся энергия солнечного света поглощается, а поглощенная энергия не вся создает пары электрон - дырка.

От поверхности солнечной батареи, даже при покрытии ее уменьшающими отражение специальными пленками, отражается 8-15% энергии. Длинноволновая часть солнечного излучения, на долю которого приходится около 20% энергии, при поглощении только разогревает батарею, а не освобождает носители заряда. Помимо этих чисто оптических потерь, в солнечной батарее часть тока теряется в результате рекомбинации носителей заряда в кристалле и на его поверхности, а часть напряжения - на преодоление сопротивлений кристалла и токоотводящих пленок. Таким образом, всего 20-т23% падающей на светочувствительную поверхность энергии света создают пары электрон - дырка, а с учетом остальных потерь к. п. д. солнечной батареи становится меньшим 10%. Однако и при таком к. п. д. использование солнечных батарей сулит большие выгоды.

Эффективность солнечных батарей повышается при комбинировании ее с зеркалом. Однако сильный разогрев батареи мешает полностью- реализовать выгоды от такой комбинации.

Серьезным недостатком солнечных батарей является их чувствительность к радиации. При облучении солнечной батареи потоком проникающей радиации резко сокращается время жизни носителей заряда, что приводит к уменьшению ее выходного тока.

Удельные характеристики мощности комбинированной системы питания солнечная батарея - никель-кадмиевый аккумулятор колеблются 1,1 -ь 2,2 Вт/кг. Это значительно хуже, чем обеспечивают химические источники тока. Однако большой срок службы такой системы заставляет предпочитать ее во многих случаях.

ЛИТЕРАТУРА

1. БелопольскийИ. И. и др. Проектирование источников электропитания радиоустройств. - М.: Энергия, 1967.

2. Источники электропитания иа полупроводниковых приборах / Под ред. ДодикаС. Д. и Гальперина е. И. - м.: Советское радио, 1969.

3. К и т а е в В. е. Электротехнические устройства радиосистем. -м.: Энергия, 1971.

4. М а 3 е л ь К. Б. Теория и расчет выпрямителя, работающего на емкость, С учетом индуктивности рассеяния трансформатора. - М.: Госэнергонздат, 1957.

5. Справочник по полупроводниковым диодам, транзисторам и интегральным схемам / Под ред. Горюнова Н. н. - м.: Энергия, 1972.

6. В е к с л е р Г. С. Электропитание спецаппаратуры. - Киев:, Вища школа,

1975.

7. Романов В. В., ХашевЮ. М. Химические источники тока. -М.: Советское радио, 1968.

8. Терентьев Б. П. Электропитание радиоустройств. - м.: Связьиздат,

1948.

9. Китаев В. е., БокуияевА. А. Проектирование источников электропитания устройств связи. -м.: Связь, 1972.

10. Р о м а ш Э. м, Транзисторные преобразователи в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры. - м.: Энергия, 1975.

11. М а м о н к и и И. Г. Усилительные устройства, - М.: Связь, 1977.