logo

Quyosh batareyalari

Загружено в:

12.08.2023

Скачано:

0

Размер:

2047 KB
Mavzu:   Quyosh batareyalari
                                                       
Qabul qiluvchi:   ______________       
Bajardi:                ________________
Samarqand-2022
2KURS ISHI Quyosh batareyalari
Reja:
I. Kirish……………………………………………………………….. 4
II. Asosiy qism………………………………………………………… 7
2.1. Quyosh batareyalarining konstruksiyasi……………………………… 10
2.2. Quyosh batareyalarining tayyorlanish etaplari………………………... 10
2.3. Teksturlangan element………………………………………………... 11
2.4. Quyosh batareyalarning  fotodiod lar bilan bog’liqligi ............................ 18
2.5. Quyosh energiyasini elektr energiyaga aylantirishning fizik asoslari… 23
      III. Xulosa………………………………………………………………... 27
     IV. Adabiyotlar ro’yxati………………………………………………… 29
3 KIRISH
Muqobil   energiya   so’nggi   paytlarda   jahon   iqtisodiyotidagi   asosiy
yo’nalishlardan   biriga   aylanib   bormoqda.   Yuqori   samarali   qayta   tiklanadigan
energiya   manbalarini   yaratish   va   ularni   joriy   qilish   O’zbekiston   uchun   ham
tobora   muhim   ahamiyat   kasb   etmoqda.   O’zbekiston   Respublikasi   Prezidenti
Islom   Karimov   tashabbusi   bilan   mamlakatimizda   Quyosh   energiyasi   xalqaro
ilmiy-tadqiqot   institutining   tashkil   etilganligi   ham   buning   tasdig’idir.
O’zimizdagi   mavjud   salohiyatni   inobatga   olgan   holda,   yaqin   kelajakda   barcha
sa’y-harakatlarimiz o’zining salmoqli natijalarini ko’rsatadi.
Muqobil   energetika   dunyo   miqyosida   tobora   ustuvor   ahamiyat   kasb
etmoqda,   –   deb   ta’kidladi   Aragon   milliy   laboratoriyasi   (AQSh)   eksperti   Set
Darling.     Bu,   avvalo,   dunyoda   energiya   iste’molining   to’xtovsiz   ortib
borayotgani   bilan   bog’liq.   O’z   navbatida,   muqobil   energiya   manbalarini
qidirish,   topish   va   ulardan   samarali   foydalanish,   shuningdek,   bu   boradagi
tadqiqotlarni   moliyalashtirish   masalalari   dolzarb   ahamiyat   kasb   etmoqda.
O’zbekiston   bilan   hamkorligimiz   katta   istiqbolga   ega   ekaniga   ishonchimiz
komil.   Negaki,   yurtingizda   bu   sohada   katta   salohiyat   va   resurslar   zaxirasi
mavjud. Mazkur tadbirning o’tkazilishi Osiyo taraqqiyot banki Boshqaruvchilar
kengashining   2010-yil   may   oyida   Toshkentda   o’tgan   yillik   majlisida   ilgari
surilgan Osiyo mintaqasida  quyosh energetikasini  rivojlantirish bo’yicha Osiyo
taraqqiyot   banki   tashabbusi   doirasida   e’lon   qilingan   edi.   Osiyo   quyosh
energiyasi forumining mazkur yig’ilishida Osiyo, Yevropa, Shimoliy va Janubiy
Amerika   mamlakatlaridan   qariyb   300   nafar   xalqaro   moliya   institutlari,
kompaniya va korporatsiyalar, ilmiy-tadqiqot markazlari vakillari, olimlar, soha
mutaxassislari va ekspertlar ishtirok etmoqda.
Mamlakatimizda   mustaqillikning   dastlabki   kunlaridan   amalga
oshirilayotgan   keng   ko’lamli   islohotlar   barqaror   rivojlanayotgan   bozor
iqtisodiyotiga   asoslangan   demokratik   huquqiy   davlat   barpo   etishga   qaratilgan.
Davlatimiz   rahbari   tomonidan   ishlab   chiqilgan   va   butun   dunyoda   keng   e’tirof
etilgan   taraqqiyotning   «o’zbek   modeli»   bu   boradagi   ishlarda   mustahkam   asos
4 bo’lib   xizmat   qilmoqda.   Ushbu   modelning   asosiy   maqsadi   kuchli   milliy
iqtisodiyotni   tashkil   etish,   yangi   yuqori   texnologiyali   korxona   va   ishlab
chiqarishlarni jadal rivojlantirish hisobidan uning raqobatbardoshligini oshirish,
tayyor   mahsulot   ishlab   chiqarish   uchun   resurslarni   tejash   imkonini   beradigan
zamonaviy   texnologiya   hamda   uslublarni   joriy   qilishdan   iborat.   Shu   bois
yoqilg’i-energetika   kompleksini   rivojlantirish,   jumladan,   resurslarni   tejaydigan
yangi texnologiyalarni joriy etish hisobidan taraqqiy ettirish muhim vazifalardan
biri sifatida belgilangan.
Mamlakatimizning   to’la   energetika   mustaqilligiga   erishgani   ham   ushbu
yo’nalishdagi   ishlar   yuksak   samaralar   berayotganidan   dalolatdir.   Osiyo
taraqqiyot banki prezidenti Takexiko Nakao o’z nutqida O’zbekiston Markaziy
Osiyoda quyosh energiyasini rivojlantirish borasida yetakchi mamlakat bo’lishi
uchun  zarur  ulkan   yer  resurslari,  quyoshli   kunlarga,  yuqori   malakali  va  bilimli
inson   resurslariga   ega   ekanini   ta’kidladi.   Shu   bois   quyosh   energetikasini
rivojlantirish   bo’yicha   loyihalarni   amalga   oshirish   ikki   tomonlama
hamkorlikning istiqbolli yo’nalishlaridan biridir. Istiqlol yillarida O’zbekistonda
muqobil   energiya   manbalaridan,   ayniqsa,   quyosh   energiyasidan   foydalanish
borasida   boy   tajriba   to’plandi.   Serquyosh   o’lkamizda   yilning   320   kundan
ko’prog’ida quyosh charaqlab turadi. Quyosh energiyasining yillik salohiyati esa
neft ekvivalentida 51 milliard tonnadan oshadi. Bu quyosh energiyasidan elektr
energiyasi ishlab chiqarish, issiq suv va isitish tizimi bilan ta’minlash, quduqdan
suv   olish   va   uni   chuchuklashtirish,   meva-sabzavotlarni   quritish   hamda   boshqa
ko’plab maqsadlarda keng ko’lamda foydalanish imkonini beradi.
Mamlakatimizda   quyosh   va   biogaz   energiyasini   ishlab   chiqarish   hamda
undan   foydalanish   uchun   zarur   ko’p   tarmoqli   ilmiy-tajriba   va   moddiy-texnik
baza   samarali   faoliyat   ko’rsatmoqda.   O’zbekiston   Respublikasi   Fanlar
akademiyasida   quyosh   energiyasini   yarim   o’tkazadigan   fotoo’zgartirgichlarni
ishlab   chiqish   va   ularning   nazariy   asoslarini   yaratish,   turli   maqsadlarga
mo’ljallangan bioenergetika manbalari, qurama geliotexnik qurilmalar, mustaqil
5 ta’minot   manbalarini   loyihalashtirish,   yuqori   haroratli   geliomaterialshunoslik
sohasida ilmiy maktablar shakllantirilgan. 
Davlatimiz   rahbarining   2012   -yil   1-martda   qabul   qilingan   “Muqobil
energiya manbalarini yanada rivojlantirish chora-tadbirlari to’g’risida”gi 4512 –
sonli  farmonida[1]   energiya   tejaydigan  tizimlarni  joriy  etish,  muqobil   energiya
manbalaridan keng foydalanishga doir kompleks chora-tadbirlarni ishlab chiqish
hamda   amalga   oshirish   ko’zda   tutilgan.   Ushbu   va   boshqa   dasturiy   hujjatlar
energiya   iste’moli   sohasida   yuzaga   kelayotgan   qator   masalalarni   hal   etish,
noan’anaviy   energetika   resurslari,   jumladan,   quyosh   energiyasidan   keng
ko’lamda   foydalanish   uchun   yangi   imkoniyatlar   yaratish,   quyosh   panellari
uchun tegishli uskunalar, butlovchi va ehtiyot qismlarni sanoatlashtirilgan holda
ishlab   chiqarishga   xizmat   qilmoqda.   Bugungi   kunda   mamlakatimizda   ko’plab
geliotizimlar   ishlab   chiqaruvchilar   va   yetkazib   beruvchilar   faoliyat
ko’rsatmoqda.   “Fizika-Quyosh”   ilmiy-ishlab   chiqarish   birlashmasi,   «Eko-
energiya» ilmiy-tadbiqiy markazi, “Mir  Solar” mas’uliyati  cheklangan jamiyati
va   boshqalar   shular   jumlasidandir.   Ular   ishlab   chiqarayotgan   mahsulotlar
iqtisodiyotning turli tarmoqlarida qo’llanilmoqda. Uy-joy kommunal xo’jaligida
quyosh   energiyasi   elementlarini   joriy   etishga   ham   katta   e’tibor   berilmoqda.
Chunonchi, qishloq joylarda namunali loyihalar asosida barpo etilayotgan ayrim
uylarda   quyosh   va   shamol   energiyasida   ishlaydigan   gibrid   tizimlar
o’rnatilmoqda.   Yaqin   kelajakda   mamlakatimizning   borish   qiyin   bo’lgan
tumanlarida   joylashgan   umumta’lim   va   kasb-hunar   o’quv   muassasalarini   ham
quyosh   energiyasi   elementlari   bilan   ta’minlash   rejalashtirilmoqda.   100   MVt
quvvatga   ega   quyosh   fotoelektr   stansiyasi   loyihasi   bilan   tanishish   maqsadida
Samarqand   viloyatiga   tashrif   buyurgan   forum   ishtirokchilari   ham   bunday
texnologiyalardan   foydalanish   yaxshi   samara   berishini   qayd   etdi.   Ular
mamlakatimizda muqobil energiya manbalarini rivojlantirish sohasidagi mavjud
imkoniyatlar   va   olimlarimizning   bu   boradagi   eng   so’nggi   yutuqlarini   yuksak
baholadi,   O’zbekistonning   xorijiy   sheriklar   bilan   samarali   hamkorlik
qilayotganini   ta’kidladi.   Koreya   Respublikasi   savdo,   sanoat   va   energetika
6 vazirining   birinchi   o’rinbosari   Xan   Chjin   Xyon   Koreya   Respublikasi
O’zbekistonda   Surgil   koni   bazasida   Ustyurt   gaz-kimyo   kompleksini   qurish   va
“Navoiy”   erkin   industrial-iqtisodiy   zonasini   rivojlantirishga   oid   muhim
investitsiya   loyihalari   va   dasturlarini   amalga   oshirishda   ishtirok   etayotganini
ta’kidladi. Mamlakatimiz muqobil energiya manbalari sohasida katta salohiyatga
ega   ekani   e’tiborga   olinib,   quyosh   energetikasini   rivojlantirish,   shu   jumladan
quyosh  elektr  stansiyalarini  bunyod  etish  bo’yicha  qo’shma  loyihalarni   amalga
oshirish uchun barcha imkoniyatlar mavjud.
2.1.Quyosh batareyalarining konstruksiyasi
Quyosh   batareyasi   —   yarimo tkazgichli   fotoelementlarga   asoslangan   tokʻ
manbai;   quyosh   radiatsiyasi   energiyasini   bevosita   elektr   energiyasiga
aylantiradi.   Quyosh   batareyasi   Elementlarining   ishlashi   ichki   fotoeffekt
hodisasiga   asoslangan.   Dastlabki   quyosh   elementini   1953—54   yillarda   AQSH
olimlari G.Pirson, K.Fuller va D.Chapinlar ishlab chiqishgan.
Quyosh   batareyasining   quvvati   yarimo tkazgich   materialiga,   quyosh	
ʻ
elementining   konstruktiv   xususiyatiga   va   batareyadagi   elementlar   soniga
bog liq. Quyosh ele-mentlari  tayyorlashda  kremniy §1, galliy Oa, mishyak Az,	
ʻ
kadmiy   Syo,   oltingugurt   5,   surma   8,   tellur   Te   asosidagi   materiallardan
foydalaniladi.   Quyosh   batareyasi   odatda   usti   yaltiroq   qopla-mali   yassi   panel
ko rinishidagi   quyosh   elementlaridan   tayyorlanadi.   Batareyadagi   quyosh
ʻ
elementlari   soni   bir   necha   ming   donagacha,   panelining   sathi   o nlab   m2,   tok	
ʻ
kuchi yuzlab a, kuchlanishi o nlab V, generator quvvati bir necha o n kVt gacha	
ʻ ʻ
boradi.
7 Si   da   p-n   asosida   yasalgan   quyosh   elementining   ko’ndalang   kesimi
chizmada quyidagicha bo’ladi: 
1-rasm.  Si da  p-n  asosida yasalgan quyosh elementining ko’ndalang
kesimi
Bunda,   1-yuzali   tok   beruvchi   kontakt,   2-yorituvchi   kontakt,   3-0,2   mkm
qalinlikda   legirlangan   n -   tur   qatlam,   4-   0,5   mkm   qalinlikdagi   xajmiy   zaryad
qatlami, 5- 200 mkm qalinlikdagi  p - tur bazasi, 6- 0,5 mkmli   p +
 qatlam, 7- orqa
qatlam, 8- tok beruvchi qatlam, 9- tok beruvchi kontakt.
Quyosh elementining asosini  200-500 mkm qalinlikdagi  Si monokristalli
plastinkasi   tashkil   etadi.   Plastinkaning   qalinligi   yorug’likning   to’liq   yutilishiga
qarab tanlanadi. Xaqiqatdan ham, 50 mkm qalinlikdagi quyosh elementidan FIK

s =11.8%   erishilgan.     Kremniyli   quyosh   elementining   energetik   zona
diagrammasi quyidagicha:
8 2-rasm.  Kremniyli quyosh elementining energetik zona diagrammasi
1-orqa   kontakt   tomoni   yaqinidagi   elektr   maydon.   Bunda   n -qatlam
oshirilgan.   0,4-0,5   mkm   qalinlikdagi   qatlam   diffuzion   yo’l   bilan   hosil
qilinadi   va   keyin   elektrik   va   yorituvchi   kontakt   tayyorlanadi.     n +
-p-p +
struktura asosida yaratil
gan element parametrlari  quyidagicha bo’ladi:
  p +
 qatlam      Legirlanadigan kirishma …………………Al
Qalinligi, mkm …………………………...0,5
           
e , mks  ……..…………….……………...0,4
 n, mkm  ………....………………………1-10
p - turli baza    Legirlanadigan kirishma ………………….B
    qatlami    Qalinligi, mkm …………… ………………250
R, sm -3
 ………………………………………..10 16

p , sm 2
/V  s ………………………………….300   

n , sm 2
/V  s …………………………………1200
 , Om  sm  …………………………………….2-3          

e , mks  ……………………………………..6-50
L
n , mkm  …………………………………..100-400
S *2
, sm/s …………………………………...0,3-10 3
 
S *3
, sm/s …………………………………….10 16
Diffuzion                       Legirlangan kirishma……………………….R
n +
 - qatlam                     Qalinligi, mkm   ……………………….0,1 – 0,2
         n, o’rtacha qiymat, sm -3
   ……………… (1  2)  10 19
 
          
p , sm 2
/s  ……………………………………50
         D
o’r  qiymat  sm 2
/s    ………………………….1
          , o’rtacha qiymat, Om  sm    …………….10 -3
 10 -1
Quyosh elementi           Yuza , sm 2
     ………………………………..4 
        W
d , mkm  …………………………………...0,4
        V
d,  V  ………………………………………0,94
                      R
s , Om  sm 2
  …………………………….0,05 – 0,3
9 Orqa kontakt sifatida alyuminiy ishlatiladi. 0,2 mkm qalinlikdagi qalin p +
qatlam   hosil   qilish   uchun   700–800   o
C   temperaturada   4   soat   mabaynida
qizdirishga   to’g’ri   keladi   va   bir   vaqtning   o’zida   elektr   maydoni   hosil   qilinadi.
Bu   orqa   tomondagi   qatlam   rekombinasiyasining   ta’sirini   pasaytiradi.   Yuza
qatlam   kontakti   murakkabroq.   Bu   kontakt   uchun   material   kumush   bo’lishi
mumkin. Chunki kumush yomon adgeziyaga ega uni yaxshilash uchun oraliqda
40   nm   qalinlikda   Ti   ishlatiladi.   Nam   muhitda   Ti   bilan   Ag   o’rtasida
elektrokimyoviy   reaksiya   yuz   beradi.   Shuning   uchun   ular   orasiga   20   nm
qalinlikdagi   Pd   kiritiladi.   Yuza   kontakt   500–600   o
Cda   5   –30   minut   davomida
qizdiriladi.   Qarshilikni   kamaytirish   uchun   Ag   qatlam   yetarlicha   katta   bo’lishi
kerak. Quyosh elementining keyingi qarshiligini kamaytirish uchun qo’shimcha
P
b  – Sn pripoydan foydalaniladi.
2.2.Quyosh batareyalarining tayyorlanish etaplari.
Quyida   quyosh   elementlari   tayyorlash   uchun   texnologik   zanjir
ko’rsatilgan.
1. Kremniyli slitkani nazorat qilish (slitka diametrini 15 sm gacha oshirish,
uzunligini 0,5 metrgacha).
2. Plastinkalarga   bo’lish   (qalinligi   odatda   0,5   qirqilganda   0,2   mm   kesishda
nuqsonlar   hosil   bo’ladi.   Bu   polirovka   yoki   yemirish   yo’li   bilan
yo’qotiladi)
3. Tozalash.
4. Mexanik  p olirovka (kimyoviy polirovka).
5. Yemirilish. (Masalan:  110   o
C temperaturada 40%)  aralashmada  NaOH +
H
2 O polirovka qilib, keyin yemiriladi).
6. Oxirgi tozalash. (navbatdagi tozalash HCl - H
2 O yoki HF da yuvish).
7. Ikki  tomonlama fosforli  diffuziya.  (PH
3 +A
2 +O
2    gaz aralashmasidan  865
o
C temperaturada 15 minut).
8. Hosil bo’lgan oynali qatlamni HF kislotasi yordamida olib tashlash.
9. 50 nm qalinlikdagi Al ni (orqa tomoniga) bug’lantirish. 
10 10.   Al   ni   diffuziya   qilish   (p +
  qatlam   hosil   qilish)   800   o
C   temperaturada   15
minut.
11.  Fotolitografiya yo’li bilan tok tushirish yo’lini chizib olish.
12.  Ti, Pd, Ag larni yuza va orqa tomonlariga bug’lantirish.
13.  Hosil bo’lgan m askani yo’qotish.
14.  550  o
C temperaturada 10 minut mobaynida kontaktlarni oxirgi qizdirish.
15.   Pripoyga botirish. 
16.   Yorituvchi   qatlamni   qamal   qilish   va   450   o
C   temperaturada   1   minut
qizdirishga qo’yish.
17.   To’g’ri burchakli qirqish.
18.  Sifatini nazorat qilish va quyosh batareyalarini tayyorlash.
2.3.Teksturlangan element
Tekusturlanganlik   tushunchasi   yoki   yorug’lik   qaytarmaydigan     element
Comsat-   Comsat   nonreflecting   cell-CNR–   mukammal   konstruksiyali   quyosh
elementiga misoldir. Uning yuza tomoni tekustirlangan bu esa, uch o’lchamli 1-
2   mkm   balandlikdagi   kichkina   piramidadan   tashkil   topgan   sirtni   hosil   qiladi.
Ya’ni,   masalan,   anizatrop   yemirishda   kremniy   sirtida   NaOH   2-3   %   ni   tashkil
etadi. Bunday holatda to’rt qirrali tekislik bilan chegaralangan vertikal  tomonli
70.50. burchakli piramida paydo bo’ladi.
Tekustirlangan tekislik paydo bo’lgandan so’ng unga fosfor diffuziyalanadi
va yuza qismi Ti-Pd-Ag tarkibli yupqa qatlam bilan kuydiriladi. Tekustirlangan
tekislik ikkita vazifani bajaradi: yorug’likning ko’p marta piramida qirralaridan
qaytishi   natijasida   optik   yo’qotishning   pasayishi   va   p-n   o’tish   tekisligiga
perpendikulyar   emas.   Ikkinchi   holatda   esa   zaryad   tashuvchilar   fotogeneratsiya
sohasi   p-n   o’tishga   yaqinlashadi.   Bu   esa   zaryad   tashuvchilarning   yig’ish
effektivligi  
Q  ni oshiradi, asosan kichik energiyali fotonlar hisobidan.
                        Quyosh   batareyalari   tayyorlanadigan   yarim   o’tkazgichli   elementlar
10 -2
….10 2
  om  sm  solishtirma qarshilikka ega. Yarim o’tkazgichlar r-turli va n-
turli   bo’ladi.   Quyosh   enegiyasini   elektr   energiyasiga   o’zgartirish   jarayoni
Quyosh effekt orqali amalga oshriladi. U yarim o’tkazgich sirt qatlamlarida 2-3
11 mkm   qalinlikdagi   erkin   elektronlar   ko’rinishida   vujudga   keladi.   Yarim
o’tkazgich   sirtida   erkin   elektronlarning   paydo   bo’lishi   va   elektr   potensiallar
farqi yuzaga kelganida unda elektr toki vujudga keladi. Potensiallar farqi yarim
o’tkazgichning nurlanadigan sirti va soya tomoni orasida uning sirt qatlamlariga
maxsus   qo’shimchalarni   kiritish   hisobiga   yuzaga   keladi   (1-rasm).
Qo’shimchalardan   biri   (n-turli)   qo’shimcha   elektronlarni   va   sirtning   manfiy
zaryadini   hosil   qiladi,   ikkinchisi   esa   (r-turli)   elektronlarning   yetishmasligini,
ya’ni musbat zaryadni hosil qiladi.
                       Chegarada elektronlarning diffuziyasi tufayli kontakt potensiallar farqi
vujudga keladi. Agar teshikli o’tishli (r-turli) yarim o’tkazgich yoritilsa, u holda
uning   elektronlari   yorug’lik   kvantlarini   yutib     elektron   o’tishli   (n-turli)   yarim
o’tkazgichga o’tadi. Bunda yopiq zanjirda elektr toki hosil bo’ladi.
                        Ko’pincha   kremniyli   quyosh   batareyalaridan   foydalaniladi.   Kremniy
yerda eng ko’p tarqalgan elementdir. Elementlar kremniyni eritish va keyin 5-10
sm  diametrli  sterjen shaklidagi  kristalli  kremniyni  o’stirish   yo’li  bilan olinadi.
Bevosita   yarim   o’tkazgichlarni   olish   uchun   bu   sterjenlar   300   mkm   atrofidagi
qalinlikdagi yupqa plastinkalarga bo’linadi. Ular Quyosh elementlarning asosiy
qismi hisoblanadi.
2.3. 1 -rasm. p-n o’tishning sxemasi
                          Fotoelement   yoritilganda   0,5   V   qiymatli   kuchlanishni   hosil   qiladi.
Chiqish toki esa yorug’lik intensivliligiga va elementning ishchi sirtiga bog’liq.
Shuningdek tok kuchi yorug’likning to’lqin uzunligiga va uning intensivliligiga
bog’liq   bo’lib,   yorug’likning   nurlanish   intensivliligiga   to’g’ri   proporsionaldir.
Yorug’lik qanchalik yorqin bo’lsa, shunchalik katta tok hosil bo’ladi. Yorug’lik
12 intensivligi     1   kVt/m2   li   yer   sharoitlarida   bu   elementlarning   foydali   ish
koeffisiyenti   22-26   foizga,   ishlab   chiqarish   namunalarida   esa   10-14   foizga
yetishi mumkin.   
                        Istiqbolli   quyosh   batareyalariga   foydali   ish   koeffisiyenti   10   foizdan
yuqori bo’lgan sulfid kadmiy asosidagi geterostrukturani kiritish mumkin.  Yana
bir   istiqbolli   yarim   o’tkazgichli   material   arsenid   galliy   hisoblanadi.   U     nur
energiyasini elektr energiyasiga o’zgartirishda yuqori samaradorlikka ega bo’lib,
foydali   ish   koeffisiyenti   27   foizgacha   yetishi   mumkin.   Bu   quyosh   Quyosh
o’zgartirgichlarining   eng   yuqori     foydali   ish   koeffisiyentidir.   Bundan   tashqari
100 0S dan yuqori haroratlarda barqarorlikka ega. Turli materiallardan yasalgan
quyosh batareyalarining foydali ish koeffisiyentlari 1.jadvalda keltirilgan.
Fotodiod   deb   -   dioddagi   teskari   tokning   qiymatini   kristall   yuzasiga
tushayotgan   yorug‘lik   oqimiga   to‘g‘ri   proporsional   bo‘lgan   yarim   o‘tkazgich
asbobga   aytiladi.   Fotodiod   quyidagi   xususiyatlarga   ega:   sezgirligi   juda   yuqori,
massasi va xajmi juda kichik, ish vaqti juda katta va kichik manbalarda ishlaydi.
Quyidagi   2.3.2   va   2.3.3 -rasmlarda   fotodiodning   ulanish   sxemasi
keltirilgan.
2. 3.2 -rasm. Fotodiodning ishlash sxemasi
2.3.3-rasm.  Fotodiodni manbaga ulanib ishlash sxemasi
13 Diodga   yorug‘lik   nuri   tushganda,   qo‘shimcha   zaryad   tashuvchilar   paydo
bo‘ladi,   ya’ni   asosiy   zaryad   tashuvchi   r   soxada   elektronlar   asosiy   zaryad
tashuvchi   n soxada   kovaklar  konsentrasiyasi   oshadi  va  natijada fotodioddan  I
f -
teskari tok oqadi. Fotodiod ikkita holatda ishlaydi. Tashqaridan manba ulangan
(fotoo‘zgartirgich)   holatida   va   tashqaridan   manba   ulanmagan   holatda
(fotogenerator) ishlaydi.
Fotodiodlarning asosiy parametrlari :
K=I
f /F –integral sezgirlik ;
U
sh -Ishchi kuchlanish;
I
q  –Qorong‘i tok;
Ishlash muddati;   
Fotodiod – yarimo’tkazgich kristall bo’lib, uning bir qismi elektron, boshqa
qismi   kovak   o’tkazuvchanlikka   ega.   Bu   qismlar   orasida   r–n-o’tish   vujudga
keladi.   Fotodiod   yoritilganda,   uning   bitta   elektrodi   musbat,   boshqasi   manfiy
zaryadlanadi.   Agar   elektrodlar   orasiga   rezistor   ulansa,   undan   tok   o’tadi.
Zamonaviy fotodiodlar tushayotgan energiyaning faqat oz qismini elektr tokiga
aylantirib   beradi.   Biroq   kelajakda,   olimlarning   fikricha,   FIK   katta   bo’lgan
fotodiodlar ishlab chiqariladi, ular yutilayotgan yorug’lik energiyasining deyarli
hammasini elektr tokiga aylantirib beradi.
Fotodiodning   ishlashi   berkituvchi   katlamdan     foydalanishga
asoslangan.Ular   oddiy   diod   kabi   tokni   bir   tomonga   tkazadi,lekin   yoruglik
ta’sirida   ularning   teskari   tokini   xam   boshkarish   umkin.   Bunda   uning   elektron
kovakli   o’tish   joyiga   yoruglik   okimi   ta’sir   kilinadi.   Fotodiodlar   tashki   tok
manbaisiz fotogenerator va tashki tok manbai bilan Fotouzgartirgich rejimlarida
ishlashi mumkin.
14 2.3.4-rasm
Fotodiod   yarim   o’tkazgichli   asboblardan   biri   bulib,   avtomatika   va
xisoblash texnikasida keng kullaniladi. Fotodiod p-n o’tishga asoslangan yarim
o’tkazgichli   plastinkalardan   iborat   (2.3.4-rasm,   a).   Uning   ishlash   prinsipi
yorurlik nurlari  tasirida p-n o’tish soxasida  elekgron-teshik juftlarning uyrotili-
shiga asoslangan.
2.3.5-rasm
Agar   yarim   o’tkazgichli   kristall   yoritilsa,   yorurlik   kvantlari   elektronlarni
utkazuvchanlik zonasiga chikaradi va kushimcha elektron-teshik juftlarini xosil
kiladi.Agar bu juft zaryad-lar rp. o’tishga yakin masofada xosil kilinsa (odatda,
bu   maso-fa   elektron-teshiklarning   diffuziya   uzunligidan   kichik   buladi),   ular
rekombinatsiyaga   uchramay,   p-n   o’tishga   yetib   bora   oladi   p-n   o’tishda   bu
elektron-teshik   juftlari   ajraladi.   Yarim   o’tkazgichning   shu   soxasi   uchun   asosiy
bulgan tok tashuvchilar (2.3.2-rasm. a dagi xol uchun elektronlar) uz soxalarida
koladi.   Asosiy   bul-magan   tok   tashuvchilar   esa   p-n   o’tish   maydoni   ta’sirida
uzlari uchun asosiy bulgan soxaga utib ketadi.
15 Yorurlik okimi kancha kuchlirok bulsa, shuncha kuprok elektron-teshiklar jufgi
xosil buladi.
Mos   ravishda   p-n   o’tishda   ajralayotgan   elekgron   teshikjuftlari   soni   xam
ortib boradi, ya’ni p-n o’tishdan kuprok tok uta boshlaydi.
Getero-o’tishlar   asosida   tayyorlangan   fotodiodlarda   elektron-teshik
jufglari bevosiga getero-r-d o’tishda xosil kilinadi. Bu xolda yarim o’tkazgichli
kristall xajmida elektron-teshik juftlarining foydasiz rekombinatsiyasi kamayadi.
Agar   fotodiodning   volt-amper   xarakteristikasini   yoruglik   okimining   xar
xil   kiymatlarida   olinsa   (3-rasm,   b),   u   xuddi   tranzistorning   chikish
xarakteristikalarini  eslatadi. Xakikatan xam, ushbu xolda yoruglik okimi yarim
o’tkazgichda zaryad induksiyalovchi emitter vazifasini
bajaradi.   Bu   zaryadlar,   kollektor   vazifasini   bajaruvchi   p-n   o’tish   tomon
diffuziyalana boshlaydi.
Fotodiod ish rejimlari
Fotodiodlar   ikki   xil   rejimda:   fotodiod   rejimida   va   foto   EYuK
generatsiyasi rejimida ishlatiladi.
Fotodiod   rejimida   ishlatilganda   p-n   o’tishga   teskari   kuchlanish   beriladi.
Agar   fotodiod   yoritilmasa,   zanjirda   fa-kat   teskari   yunalishda   ulangan   diodning
„korongilik" toki utadi. Bu tok o’tkazgichda issiklik generatsiyasi  tufaylp xosil
buladi. 
Yoritilganda   kanday   xodisa   bulishi   yukorida   aygib   utildi.   Fototokning
yoruglik   okimiga   boglikligi   fotodiodning   amperlyuks   yoritilganlik
xarakteristikasi   deb   ataladi.   Fotodiod   rejimida   bu   xarakteristika   tugri   chizikli
buladi (2.3.4-rasm, v).
Fogotokning   fotodiodga   tushayotgan   yoruglik   okimiga   nisbati
fotodiodning sezgirligi deb ataladi:
16 Fotodiodning sezgirligi yoruglik okimiga xam, tashki kuch-lannshga xam
boglik   bulmagan   uzgarmas   kattalikdir.   Fotodiodlarning   sezgirligi   yorurlikning
spektral tarkibiga boglik.
Sezgirlikning   yoruglik   tulkini   uzunligiga   borlikligi   fotodiodning   spektral
xarakteristikasi deb ataladi.
Fotodiodning   murakkab   spektral   tarkibli   yoruglikka   sezgirligi   integral
sezgirlik deb ataladi.
Fotouzgartirish   rejimida   fotodiod   saklanish   bilan   ketma-ket   berkituchi
yunalishga   tok   manbai   ulanadi.   Yoruglik   bulmasa   korongulik   toki   utadi.
Yoritilganda esa r–p o’tishda atomlar ionlashib yangi zaryad tashuvchilar  xosil
kilinadi.   Tok   manbaining   elektr   maydonida   p-n   soxalarining   nososiy
ta’shuvchilari zanjirda tok xosil kiladi.
Fotodiod, p – i – n fotodiodi, ko’chkili fotodiod va fototranzistorlar asosiy
tavsifnomalari   va   parametrlarining   matematik   modellari;   aktiv   muhitdan
foydalangan       holda   optik   signalni   kuchaytirishning   nazariy   asoslari;   optik
kuchaytirgichning  asosiy tafsivnomalari va parametrlarini miqdoriy tahlil qilish
usullari;   kristallardagi   elektrooptik,   akustoooptik   va   magnitooptik   hodisalardan
foydalangan       holda     optik   nurlanish   parametrlarini   modulyasiyalash
jarayonining nazariy asoslari; optik nurlanish modulyatorlarining tavsifnomalari
va   parametrlarini   hisoblash   usullari;   optik   aloqa   nazariyasi   asosiy
yo’nalishlarining rivojlanish tamoyillari.
Quyosh datchiklarda yorug’lik energiyasining ta’siri elektrik jarayenlarga
aylantiriladi.   Quyosh   datchiklarning   3   xil   turi   mavjud:   tashqi   fotoeffektga
asoslangan,   berkituvchi   qatlami   (fotodiod)   va   ichki   foto-effektga   asoslangan
(fotorezistorlar) bo’lishi mumkin.
Tashqi fotoeffektga asoslangan fotoelementlar yorug’lik ta’sirida sirtidan
elektronlar   chiqaradigan   metall   (seziy,   surma)   bilan   qoplangan,   katod   va
anoddan   iborat   bo’lgan   vakuumli   asbobdir.   Fotoelement   o’zgarMNS   tok
zanjiriga   ulanganda   yorug’lik   ta’sirida   katoddan   elektronlarning   uchib   chiqishi
hisobiga zanjirda tok paydo bo’ladi.
17 Berkituvchi qatlamli fotoelementlar esa fotodiodlardir.
Fotodiod yorug’lik kvanti  bilan yoritilganda, yarim o’tkazgich qatlamida
elektronlar   emissiyasi   yuz   beradi.   Elektronlar   berkitilgan   qatlam   orqali   o’tib,
elektro-nlarning   birini   manfiy   qutblaydi,   elektron   yo’qotgan   ea   musbat
zaryadlanadi.   Fotodiod   o’zgarMNS   tok   zanjirga   ulanganda   fototok   sezilarli
darajada ortadi.
2.4.Quyosh energiyasini elektr energiyaga aylantirishning fizik
asoslari
Quyoshni gigant termoyadro reaktoriga qiyoslash mumkin. U mutlaq qora
qattik   jismga   o’xshab   6000  S   haroratda   energiyasini   nurlantiradi.   Bu
nurlanishning manbai termoyadro reak s iya s idir.  H ar soniyada taqriban         6 10¹¹
kg vodorod Quyosh qa’rida geliyga  aylanadi. Natijada massalar defekti    4 10³
kg  teng bulib,  Ye=mc² tenglamaga asosan  ajralib chiqayotgan energiya  4 10²º
j oulga   tengdir.   Ajralib   chiqayotgan   energiya   asosan   elektromagnit   t o’ lqinlar
ko’rinishida   bulib   nurlanishning   asosiy   qismi   0,2-3   mkm   oralikdadir.
Quyoshning to’liq massasi hozirgi kunda taqriban 2 10³º kg bo’lib, u uzluksiz 10
mlrd. yil davomida turishi mumkin  [2] .
Yer Quyosh atrofida elliptik orbitada   h arakatlanadi. Quyoshning diametri
taqriban   1,39   10 9
  metrga   teng.   Bir   astronomik   birlikka   teng   masofadagi   (1
a.b.=1,496   10¹¹   m,   taqriban   150   mln.km)   quyosh   nurlariga   perpendikulyar
joylashgan   yuzadagi   energetik   yoritilganlik,   Quyosh   doimiyligi   (q.d.)   deyiladi.
Quyosh   doimiysi   kattaligi   1353   Vt/m²   ga   teng.   Yil   davomida     Er-Quyosh
orasidagi masofa o’zgarishi q.d.ni 0,34 gacha o’zgarishiga olib kelishi mumkin.
Biz Yer sirti albedosi hakida ham qisqacha ma’lumot berib o’tamiz. Uning
sirtini   o’rab   turuvchi   atrof   muhitdan   qaytgan   nurlanish   oqimining,   unga
tushayotgan   oqimning   nisbatiga   aytiladi.   Sirtdan   diffuz   qaytish   uchun
hisoblangan Er albedosining o’rtacha qiymati 0,34 ga teng[3].
Yer   atmosfera   massasi   1   ga   teng   deb   olinsa,   qaytgan   nurning   spektri   Er
sirtidagi Quyosh nurlanishi spektriga aynan o’xshash deb hisoblanadi.
18 Yer   atmosferasi   o’zining   optik   xususiyatlariga   asosan   selektiv   yorug’lik
filtri   bo’lib,   koinotdan   kelayotgan   quyosh   nurlanishini   o’zgartiradi.   Agar
nurlanish oqimi atmosferadan o’tib Er sirtiga tik tushsa, u holda nurlanish bosib
o’tgan   optik   masofa   bir   atmosfera   massasiga   teng   deb   hisoblanadi   va     AM1
bilan   belgilanadi.   Qiya   tushayotgan   nurlarning   optik   masofasi   uzunligini
ularning   AM1   optik   masofa   kattaligiga   qiyoslab   aniqlash   mumkin.   Agar
nurlanish   oqimi   atmosfera   ta’sirida  o’zgarmasa,   uning  optik  atmosfera  massasi
nolga teng bo’lib, u AM0 deb belgilanadi[3].
To’g’ridan   -   to’g’ri   tushayotgan   Quyosh   nurlanishi   oqimining   dengiz
sathida qoq tush paytida ochiq havoda Er sirtidagi energetik yoritilganligi  ≈100
mVt/sm² teng deb hisoblanadi.
Insolyasiya   deb,   ma’lum   geografik   hududda   Yer   sirtiga   tushayotgan
Quyosh   nurlanishining   miqdoriga   aytiladi.   Insolyasiya,   Yer-Quyosh   tizimida
masofaning   mavsumiy     tebranishlariga,   geografik   kenglikka,   hududning
muhitiga   va   atmosfera   massasiga   bog’likdir.   Insolyasiyani   odatda   quyosh
nurlanishining   kunlik,   oylik,   yillik   o’rtacha   miqdori   bilan   ko’rsatiladi.
Quyoshdan   tushayotgan   yorug’lik   yarimo’tkazgichga   tushganda   uning
xususiyatlarining   o’zgarishini   kuzatamiz[3-4].   Bu   yarimo’tkazgichlar   o’zi
qanday moddalar?
Agar   moddaning   valent   sohasi   to’laligicha   egallanmagan   bo’lsayu,   ammo
o’tkazuvchanlik   sohasigacha   bo’lgan   energetik   masofa   nisbatan   kichik   (2   eV
dan   kamroq)   bo’lsa,   bunday   moddalar   yarimo’tkazgich   deyiladi.
Yarimo’tkazgich   xususiyatlari   xususan   elektr   o’tkazuvchanligi   tashqi   muhitga,
ayniqsa   haroratga   bog’liq   bo’ladi.   Harorat   (T)   ning   ortishi   elektronlar
miqdorining   valent   va   o’tkazuvchanlik   soha   orasida   joylashgan   man   qilingan
sohadan   (Ye
g )   o’tib   o’tkazuvchanlik   sohasiga   o’tishda   tok   tashuvchilarning
eksponensial ravishda ko’payishiga va elektr o’tkazuvchanlikning  ( σ )
σ  =Ayexp(- E
g /2kT)    (2.4.1)
tenglamaga   asosan   o’zgarishiga   olib   keladi.   Bu   erda   k–   Bolsman
doimiyligi, A – moddani xarakterlovchi o’zgarmas kattalik[3-4].
19 Metallarning   elektr   o’tkazuvchanligi   erkin   elektronlar   konsentrat s iyasi
o’zgarmas   bo’lganligi   tufayli   elektronlar   harakatchanligining   haroratga
bo g’ liqligi   bilan   aniqlanadi   va   haroratning   ortishi   bilan   asta-sekin   kamayadi.
Yuqoridagi tenglamani logariflab quyidagi holda ifoda etamiz.
ℓnσ=ℓnA- E/2kT   ( 2.4.2 )
Bu tenglamani yarim logarifmik koordinatalarda grafik ravishda ko’rsatish
mumkin   va   h osil   bo’lgan   to’g’ri   chiziq   va   uning     φ   burchakli   tangensi
yarimo’tkazgich   materiallarning  asosiy     parametri   bo’lgan,    man  qilingan   soha
kengligi bo’lgan   E
g =2kTφ   ni aniqlaydi. Ta’kidlash lozimki, qiya to’g’ri chiziq,
ya’ni   elektr   o’tkazuvchanlikning   logarifmi   1/T   dan   o’zgarishi   faqat   toza
kirishmalardan   holi,   xususiy   o’tkazuvchanlikka   ega   bo’lgan   materiallar
uchungina shunday ko’rinishga ega[3-4].
Kirishmali   yarim   o’tkazgichlarda   lnG   ning    1/T   dan   boglanishi   murakkab
bo’lib,  u  ikkita  qiya  to’ g’ ri  chiziqdan   iborat  bo’lishi    mumkin  va  bir-biri  bilan
gorizontal   qism   orqali   tutashgan   bo’ladi.   Past   haroaratli   sharoitda   o’lchash
natijasida   olingan   ℓnσ=ℓnA-   E/2kT       tenglamadan   hosil   qilingan   qiya   to’g’ri
chiziq   tangensi   yordamida     kirishmalarning   man   qilingan   sohada   joylashgan
energetik  sathlari   h olatini   aniqlash  mumkin.  Yuqori   haroratli   sharoitda  olingan
hollarda  esa   yarimo’tkazgich   matrialning man qilingan sohasi  kattaligini, ya’ni
Ye
g  ni aniqlash mumkin[3,4-6].
QE   ta y yorlashda   Quyosh   nurlanishining   yarimo’tkazgich   material   bilan
o’zaro ta’siri, fotonlar energiyasi materialdagi elektronlarda yutilishi va chiqishi
jarayonlari muhim ahamiyatga egadir.
Kvant mexanikasida elementar zarrachalar, shu jumladan elektronlar   ham
to’lqin xossalariga ham ega deb qaraladi. Shuning uchun elementar zarrachalar
harakatini   o’rganishda   energiya   (E)   va   impuls   (R)   bilan   bir   qatorda,   ularning
to’lqin   uzunliklari   λ   va   takrorlanuvchanligi   ν     va   to’lqin   vektori   K=P/h,       (   h-
Plank doimiyligi ) ham ishlatiladi. Bu yerda E=h  ν   va  P=h/  λ  ga teng[5-6].
Kristallning sohali tuzilmasini E–K diagrammalar bilan tasvirlash mumkin.
Bu yerda energiya elektron-voltlarda (eV)  to’lqin vektori    K  – kristalli  panjara
20 doimiyligi   qismlarida   ko’rsatiladi,   shu   bilan   birga   K     o’qida   ko’rsatkichlar
yordamida   kristall   oriyentat s iyasining   yo’nalishi   ko’rsatiladi.   E–K
diagrammasining ko’rinishi  vositasida  sohalararo o’tishlarning   yarimo’tkazgich
materialdagi   xarakteri  va  jumladan  o’tishning  «to’g’ri»  yoki   «to’g’rimas»ligini
aniqlash mumkin[6].
Optik   yutilishni   o’lchashdan   aniqlangan   E
g   ning   kattaligi,   ko’pincha
yarimo’tkazgich   materialdagi   erkin   zaryad   tashuvchilarning   konsentratsiya -
siga,   haroratga   va   kirishmalar   energetik   sathlarining     man   qilingan   sohada
mavjudligiga   bog’liq   bo’ladi.   Agar   o’tkazuvchanlik   sohasi   tubidagi   va   valent
sohasi   ustidagi   h olatlar   zaryad   tashuvchilar   bilan   to’ldirilgan   bo’lsa,   u   xolda
optik o’lchashlar natijasi kirishmali   yarimo’tkazgich li materiallar uchun   E
g   sof
xususiy   materialga   tegishli   qiymatidan   kattaroq   bo’lishi   mumkin.   Agar
kirishmalar   hosil   qilgan   soha   eng   yaqin   ruxsat   etilgan   soha   chegarasi   bilan
birlashib ketsa, masalan, ko’p miqdordagi kirishmalar kiritilganda kuzatiladigan
holat,   u   xolda     E
g   kamayadi.   E
g   ning   bunday   kamayishi   asosiy   yutilish
chegarasiga ta’sir qiladi[7-8].
Yarimo’tkazgich   materialda   yutilish   koeffisiyenti   α   odatda   to’lkin
energiyasining   1/   α     masofada     e   marotaba   kamayishi   orqali   aniqlanadi   va   u
N=N
o   exp(- α ℓ)   dan     topiladi,   bu   yerda     N   –   yarimo’tkazgich   materialda     ℓ
chuqurlikka   kirgan     fotonlar     oqimining   zichligi,   N
o   –   material   sirtini   kesib
o’tuvchi fotonlar oqimining zichligi.
Fotoelektrik effektga asoslangan yarimo’tkazgich materiallarda r-n o’tishli
tuzilmalardan   iborat   QE   da,   ularga   tushayotgan   Quyosh   nuri   bevosita   elektr
energiyasiga   aylantiradi.   Shuning   uchun,   QE   fotoqabullagich   va
fotoqarshiliklardan farqli ravishda tashqi kuchlanish manbaiga muhtoj emas[9].
Bu   effekt   yuz   yildan   ortiq   vaqt   davomida   selen   va   mis   oksidining   fotoelektrik
xususiyatlari sifatida o’rganib kelingan, ammo ularning foydali ish koeffitsiyenti
(F.I.K.)  0,5 % oshmagan[8].
Bu   muammoning   nisbatan   faol   echilishi   yarimo’tkazgich   materiallar
elektron   tuzilishining   soha   nazariyasi   yaratilganidan   keyin,   materiallarni
21 kirishmalardan tozalash va nazoratli kirishmalar kiritish texnologiyasi, hamda r-
n o’tishning nazariyasi yaratilishi bilan bog’liqdir.
So’nggi   35   yil   davomida   energiya   manbai   sifatida   yuqori   samarali   Si,
GaAs, InP, CdTe  va ularning qattiq qotishmalari asosida FIK 20-24 %  bo’lgan
QE yaratildi. Kaskadli QE larda esa  FIK 30%  gacha etkazildi[3-4].
Keng   tarqalgan   kremniy   asosidagi   QE   lari   konstruksiyasi   qarama-qarshi
tipdagi   r-   va   n-materialning   bir-biriga   yaqin   tutashtirishdan   hosil   qilinadi.
Yarimo’tkazgich material ichidagi r- va n-tip materiallar orasidagi o’tish sohasi
(chegara   xududi)   elektron-teshik   yoki   r-n   o’tish   deyiladi.   Termodinamik
muvozanat   holida   elektron   va   teshiklar   muvozanat   holatini   belgilovchi   Fermi
sathi   materialda   bir   xil   holda   bo’lishi   kerak.   Bu   shart   r-n   o’tish   hududida
ikkilangan   zaryadli   qatlam   hosil   qiladi   va   uni   hajmiy   zaryad   qatlami   deyilib,
unga taaluqli elektrostatik potensial paydo bo’ladi[10]. 
P-n tizilma sirtiga tushgan optik nurlanish sirtdan material ichiga qarab r-n
o’tish   yo’nalishiga   perpendikulyar   ravishda   konsentratsiyasi   kamayib   boruvchi
elektron-teshik juftliklar hosil qiladi. Agar sirt yuzasidan r-n o’tishgacha bo’lgan
masofa   nurning   kirish   chuqurligidan   (1/ ά   dan)   kichik   bo’lsa,   elektron-teshik
juftliklar r-n o’tishdan ichkarida ham hosil bo’ladi. Agar r-n o’tish juftlik hosil
bo’lgan   joydan   diffuzion   uzunlikchalik   masofa   yoki   undan   kamroq   masofada
bo’lsa,   zaryadlar   diffuziya   jarayoni   natijasida   r-n   o’tishga   etib   kelib,   elektr
maydoni   ta’sirida   ajratilishi   mumkin.   Elektronlar     r-n   o’tishning   elektron   bor
bo’lgan qismiga (n-qismiga), teshiklar r-qismiga o’tadi. Tashqi r- va n-sohalarni
birlashtiruvchi   elektrodlarda   (kontaktlarda)   potensiallar   ayirmasi   hosil   bo’lib,
natijada ulangan yuklanma qarshiligi  orqali elektr toki oqa boshlaydi.
P-n   o’tishga   diffuziyalangan   asosiy   bo’lmagan   zaryad   tashuvchilar,
potensial   to’siq   bo’lganligi   sababli,   ikkiga   ajratiladi.   Ortiqcha   hosil   bo’lgan
(to’siq yordamida ajratilgan) va to’plangan, n-sohadagi elektronlar va r-sohadagi
teshiklar   p-n     o’tishdagi   mavjud   hajmiy   zaryadni   kompensatsiya   qiladi,   ya’ni
mavjud  bo’lgan  elektr  maydoniga  qarama-qarshi  elektr   maydonini   hosil  qiladi.
Yoritilish  tufayli  tashqi  elektrodlarda potensiallar  ayirmasi    hosil  bo’lishi  bilan
22 birga   yoritilmagan   r-n   o’tishdagi   mavjud   potensial   to’siqning   o’zgarishi   ro’y
beradi.   Hosil   bo’lgan   foto-EYuK   bor   bo’lgan   potensial   to’siq   qiymatini
kamaytiradi[9-10].   Bu   esa   o’z   navbatida   qarama-qarshi   oqimlarning   paydo
bo’lishini   ta’minlaydi,   ya’ni   elektron   qismdan   elektronlar   oqimini,   r-qismdan
teshiklar   oqimini   hosil   qiladi.   Bu   oqimlar   r-n   o’tishga   qo’yilgan   elektr
kuchlanishi  ta’siri natijasida tug’ri yo’nalishdagi  tok bilan deyarli  teng bo’ladi.
Yoritilish   jarayoni   boshlangan   vaqtdan   boshlab   ortiqcha   (muvozanatdagiga
nisbatan) zaryadlarning to’planishi (elektronlarning n-sohada va teshiklarning r-
sohada) potensial to’siq balandligini kamaytiradi, yoki boshqacha qilib aytganda
elektrostatik potensialni pasaytiradi.  
Bu   esa   o’z   navbatida   tashqi   yuklanmadan   oqayotgan   tok   kuchini   oshiradi
va   qarama-qarshi   oqimlar   hosil   qiluvchi   elektronlar   va   teshiklar   oqimini   r-n
o’tishdan o’tishini ta’minlaydi. Yorug’lik tufayli hosil bo’lgan ortiqcha juftliklar
soni   r-n   o’tish   yoki   tashqi   yuklanma   orqali   ketayotgan   juftliklar   soniga   teng
bo’lganda   statsionar   muvozanat   hosil   bo’ladi.   Odatda   bu   hol   yoritilish
jarayonining mingdan bir soniyasi davomida ro’y beradi[3-4].
QE   qisqa   tutashuv   toki   I
kz   ni,   tushayotgan   optik   nurlanish   zichligi   va
spektral   tarkibidan   o’rganish   element   tuzilmasi   ichida   bo’layotgan   alohida   har
bir   nurlanish   kvantining     elektr   energiyasiga   aylanish     jarayoni   samaradorligi
haqida tasavvur hosil bo’lish imkoni yaratib beradi.  QE 
2.5.Quyosh elementlarining q o’ llanilishi
Quyosh   sirtida   temperaturasi   6000   K,   markazida   esa   20   mln   gradusni
tashkil   etadi.   Quyoshdan   yergacha   bo’lgan   masofa   150   mln   kilometr   bo’lib,
uning  diametri  yer  diametridan  109  marta   katta  va  massasi   esa  2  10 33
  ga  teng.
Quyoshning   quvvati   3,83  10 23
  kVt   bo’lib,   yerga   har   sekundda   91  10 24  
kall
energiya sochadi. Shuning uchun quyoshning massasi  har  sekundda  4  10 6
  t ga
o’zgarib turadi. Quyosh har bir sekundda sochadigan nurli energiyasi 91  10 14  
t
neft to’liq yonganida ajratiladigan energiyaga tengdir[11].
Bunday   katta   energiya   quyosh   markazida,   to’rtta   vodorod   yadrosidan
geliy   yadrosi   hosil   bo’lishdan   iborat   termoyadro   reak s iyasi   natijasida   sodir
23 bo’ladi,   chunki   quyoshda   termoyadro   prot se ssi   amalga   oshishi   uchun   hamma
sharoitlar   mavjud,   birinchidan   hamma   moddalar   plazma   holatida,   ikkinchidan
temperaturasi yadrolarni biriktirish uchun yetarlidir[20]. Aniqlanishicha quyosh
tarkibini 5%  foizi ni vodorod tashkil etadi.
Termoyadro   reak s iyasi   davomida   massa   deffekti   (ortiqcha   massa)
natijasida   quyoshdan   juda   katta   energiya   ajralib   chiqadi.   Shu   energiyadan
2,5  10 18
  kall  min qismi  yerga yetib keladi, undan 40% atmosferada va kosmik
fazoda sochiladi, 16% esa yutiladi.
Quyosh   radiat s iyasi   intensivligining   atmosfera   tashqarisidagi   kattaligi
quyosh   doimiyligi   deyiladi.   Quyosh   doimiyligi   o’rtacha   1,4   kvt/kv.m.ga   teng.
Atmosferaning   yuqori   qatlamidagi   quyosh   energiyasi   o’rta   hisobda   minutga
1sm 3
  suvni   2    C   gacha   isitish   quvvatiga   ega.   Yer   sirtiga   tushadigan   quyosh
nurlari o’zining intensivligi bilan xarakterlanadi va ikki qismdan iborat bo’ladi.
1.   Quyosh   nurlariga   nisbatan   perpendikulyar   joylashgan   tiniq   yuzaga
tushadigan to’g’ri radia s iya.
2. Atmosfera, bulut va atrof muhit va boshqalardan sochilgan radiat s iya.
Perpendikulyar   yuzaga     tushadigan     to’g’ri   quyosh   radiatsiyasining
intensivligi  kJ  m 2
  soat  larda berilgan.
Aprel   oyida   1   m 2
.   perpendikulyar   yuzaga   kun   davomida   344000   kJ
energiya  tushadi,   bu   esa   1,2   kg   shartli   yoqilg’i   yonganda  ajraladigan   issiqlikka
teng.   Agar   1   ga   yuzaga   tushadigan   energiyani   hisoblasak,   1200   kg   shartli
yoqilg’iga teng bo’ladi[11]. Shularga ko’ra mamlakatimizning janubida quyosh
energiyasidan   amaliy   maqsadlar   uchun   foydalanish,   asosan   quyidagi
yo’nalishlar bo’yicha amalga oshirilmoqda:
1. Quyosh energiyasini to’g’ridan-to’g’ri elektr energiyasiga aylantirish.
2. Quyosh energiyasini issiqlik energiyasiga aylantirish.
3. Fotosintez.
4. Kosmik kemalarda.
5. avtomobillarda.
24 Bizga ma’lumki, quyosh energiyasidan rasional foydalanish usullaridan biri
-   quyosh   nuri   energiyani   yarim   o’tkazgichli   fotobatareyalar   yordamida   elektr
energiyasiga aylantirishdir.
Quyosh   fotoenergetikasining   rivojlanishi   bahosi   juda   arzon   va   foydali   ish
koeffisiyenti   katta   bo’lgan   yarim   o’tkazgichli   quyosh   batareyalar   ishlab
chiqarish   bilan   bog’liqdir.   Hozirgi   vaqtda   foydali   ish   koffisiyenti   10-12%
bo’lgan r-n o’tishli kremniyli fotoelementlar ko’plab ishlab chiqarilmoqda.
Kosmik stansiya.
Quyosh batareyali avtomobil.
Bunday   fotoelementlar   yordamida   quyosh   nurini   elektr   energiyasiga
aylantiruvchi effektli qurimalar tayyorlanib ular 
25 turli   maqsadlarda   foydalanilmoqda.   Quyosh   batareyalarida   kremniydan
yasalgan fotoelementlar alohida o’rin tutadi. Quyosh fotoelementlarining F.I.K.
Sovet   Ittifoqining   va   Amerika   Qo’shma   Shtatlarining   olimlari   tomonidan   15-
26% gacha ko’tarildi.
Arsened   galliy,   fosfid   galliy,   sulfid   va   tellurid   kadmiy   asosida   quyosh
energiyasini   to’g’ridan-to’g’ri   elektr   energiyasiga   aylantiradigan   yangi
fotoelementlari joriy qilindi.
Hozirgi   kunda     geterofotoelementlar   yuqori   temperaturalarda   (100-200)  S
va 2000 karra yoritilganlikda ham effektiv ishlaydi. Bunday fotoelementlarning
1sm 2 
yuzasidan 2500 karra yig’ilgan quyosh nurida 20-30 Vt elektr quvvati olish
mumkin.   Yarim   o’tkazgichlar   asosida   yorug’lik   energiyasini   rivojlantirishda
yorug’likni   nisbatan   kichik   yuzaga   to’plovchi   botiq   ko’zguli   (konstruktor)
moslamalar muhim ahamiyat kasb etadi. Bunday asboblar yuzasi quyosh nurini
qaytaruvchi   metall   pardasi   bilan   qoplangan   yengil   metalldan   yoki   shishadan
ishlangan   botiq   ko’zgudan   iboratdir.   Mamlakatimizda   ko’zguli   quyosh
qurimalari yordamida elektr energiyasi olish ustida katta ishlar olib borilmoqda.
Jumladan,   ulkan   quyosh   batareyalari   yordamida   ishlaydigan   quyosh
elektrostantsiyalari   qurish   proyektlari   ishlab   chiqarilmoqda.   Quyosh
energiyasining   issiqlik   energiyasiga   aylantirish   va   undan   uylarni   isitish   va
sovitish,   issiq   suv   olish,   gelioquritgichlar,   issiqxonalarni   isitishda   foydalanish
borasida ham ko’pgina yutuqlar qo’lga kiritildi. 
26 XULOSA
Quyosh   energiyasini   elektr   energiyasiga   aylantirishda   p-n   o’tishli
yarimo’tkazgichlar   xususiyatlarini   o’rganish   bo’yicha   qisqacha   adabiyotlar
taxlili qilindi. Asosiy e’tibor kremniy asosida tayyorlangan kichik kam quvvatli
fotoelektrik sistemalarini yaratishga qaratildi.
Quyosh   fotoelektrik   sistemalarning   tuzilishi   hamda   bir   qancha   turlari
o’rganib   chiqildi.   Bu   turlarga:   avtonom   fotoelektrik   sistemalar,   tarmoqlashgan
fotoelektrik   sistemalar   va   rezerv   fotoelektrik   sistemalar   kiradi.   Asosiy   etibor
avtonom fotoelektrik sistemalarni o’rganishga qaratildi.
Kam   quvvatli   ihjam   fotoelektrik   yoritish   sistemasining   laboratoriya
qurilmasi tayyorlandi. Ushbu qurilmaning funksional sxemasi va ishlash prinsipi
keltirilgan.
Yaratilgan   kam   quvvatli   ihjam   fotoelektrik   yoritish   sistemasining   asosiy
parametrlari   quyidagicha:   qisqa   tutashuv   toki   I
qt   =650-700   mA,     salt   yurish
kuchlanishini  U
sk  = 15V, maksimal quvvati R=10 Vt .
Bu   avtonom   fotoelektrik   sistemalardan     energiya   tanqis   bo’lgan   tog’   oldi
hududlari aholisi uchun, fermerlar, cho’ponlar va geologlar hamda alpinistlar uchun
portativ muqobil energiya manbai sifatida ishlatishi mumkinligini
Quyosh   elementlarining   asosiy   parametrlari     nazariy   o’rganildi   va   taxlil
qilindi.   Adabiyotlar   taxlili   shuni   ko’rsatdiki,   quyosh   elementlarining   asosiy
xarakteristikalari   bo’lib   volt-amper   xarakteristika   (VAX)   va   spektral   sezgirlik
hisoblanar ekan.
Quyosh   energisidan   har   xil   yo’llarda   foydalanish   mumkin.   Masalan:
issiqxonalarda,   isitish   qurilmalarida,   fotosintiz   jarayonlarida.   Bugungi   kunga
kelib   QE   lari   asosida   quyosh   energiyasidan   elektr   energiyasini   olishda   bir
qancha   sohalarda   foydalanilmoqda.   Bulardan,   kosmonavtika,   quyosh
elektrostansiyalari,   qolaversa   oddiy   insonlar   turmishida   ham   qo’shimcha
energiya manbai sifatida ham foydalanilmoqda.
27 Kam   quvvatli   ihjam   fotoelektrik   yoritish   sistemasining   laboratoriya
qurilmasi tayyorlandi. Ushbu qurilmaning funksional sxemasi va ishlash prinsipi
keltirilgan.
Yaratilgan   kam   quvvatli   ihjam   fotoelektrik   yoritish   sistemasining   asosiy
parametrlari   quyidagicha:   qisqa   tutashuv   toki   I
qt   =650-700   mA,     salt   yurish
kuchlanishini  U
sk  = 15V, maksimal quvvati R=10 Vt .
Bu   avtonom   fotoelektrik   sistemalardan     markaziy   tarmoqlardan   uzoq
hududlarda yashovchi aholilarning turmushi tarzida qo’llashimiz mumkin. 
28 Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati
1. Ўзбекистон   Республикаси   Президенти   Ислом   Абдуғанивич
Каримовнинг   2013-йил   1-мартда   қабул   қилинган   “Муқобил   энергия
манбаларини   янада   ривожлантириш   чора-тадбирлари   тўғрисида”ги
4512- сонли фармони.
2. А.Т.Мамадалимов,   М.Н.Турсунов,       Ярим     ўтказгичли     қуёш
элементлари     физикаси     ва   технологияси.   Ўқув   қўлланма.   Т.:
Университет, 2002.- 94 бет.
3. Виссарионов   В.И.,   Дерюгина   Г.В.,   Кузнецова   В.А.,   Малинин
Н.К.,Солнечная   энергетика:   Учебное   пособие   для   вузов   /   Под   ред.
В.И.Виссарионова. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. - с.
4. Мейтин   М.   Фотовольтаика:   материалы,   технологии,   перспективы.
Пусть   всегда   будет   Солнце   //   Электроника-НТБ.   –   2000.   –   №6.   –   С.
40–47.
5. Фаренбрух А., Бьюб Р. Солнечные элементы: теория и эксперимент /
Пер. с англ. под ред. М.М. Колтуна. - М.:  Энергоатомиздат,  1987. –
280с.
6.   С.Зи, Физика полупроводниковых приборов, книга 2, М., Мир, 1984
год.
7. Baxodirxonov   M.S.   Alternativ   energiya   manbalari.   Ma’ruzalar   matni,
ToshDTU, 1995.
29

Mavzu: Quyosh batareyalari Qabul qiluvchi: ______________ Bajardi: ________________ Samarqand-2022 2KURS ISHI

Quyosh batareyalari Reja: I. Kirish……………………………………………………………….. 4 II. Asosiy qism………………………………………………………… 7 2.1. Quyosh batareyalarining konstruksiyasi……………………………… 10 2.2. Quyosh batareyalarining tayyorlanish etaplari………………………... 10 2.3. Teksturlangan element………………………………………………... 11 2.4. Quyosh batareyalarning fotodiod lar bilan bog’liqligi ............................ 18 2.5. Quyosh energiyasini elektr energiyaga aylantirishning fizik asoslari… 23 III. Xulosa………………………………………………………………... 27 IV. Adabiyotlar ro’yxati………………………………………………… 29 3

KIRISH Muqobil energiya so’nggi paytlarda jahon iqtisodiyotidagi asosiy yo’nalishlardan biriga aylanib bormoqda. Yuqori samarali qayta tiklanadigan energiya manbalarini yaratish va ularni joriy qilish O’zbekiston uchun ham tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda. O’zbekiston Respublikasi Prezidenti Islom Karimov tashabbusi bilan mamlakatimizda Quyosh energiyasi xalqaro ilmiy-tadqiqot institutining tashkil etilganligi ham buning tasdig’idir. O’zimizdagi mavjud salohiyatni inobatga olgan holda, yaqin kelajakda barcha sa’y-harakatlarimiz o’zining salmoqli natijalarini ko’rsatadi. Muqobil energetika dunyo miqyosida tobora ustuvor ahamiyat kasb etmoqda, – deb ta’kidladi Aragon milliy laboratoriyasi (AQSh) eksperti Set Darling. Bu, avvalo, dunyoda energiya iste’molining to’xtovsiz ortib borayotgani bilan bog’liq. O’z navbatida, muqobil energiya manbalarini qidirish, topish va ulardan samarali foydalanish, shuningdek, bu boradagi tadqiqotlarni moliyalashtirish masalalari dolzarb ahamiyat kasb etmoqda. O’zbekiston bilan hamkorligimiz katta istiqbolga ega ekaniga ishonchimiz komil. Negaki, yurtingizda bu sohada katta salohiyat va resurslar zaxirasi mavjud. Mazkur tadbirning o’tkazilishi Osiyo taraqqiyot banki Boshqaruvchilar kengashining 2010-yil may oyida Toshkentda o’tgan yillik majlisida ilgari surilgan Osiyo mintaqasida quyosh energetikasini rivojlantirish bo’yicha Osiyo taraqqiyot banki tashabbusi doirasida e’lon qilingan edi. Osiyo quyosh energiyasi forumining mazkur yig’ilishida Osiyo, Yevropa, Shimoliy va Janubiy Amerika mamlakatlaridan qariyb 300 nafar xalqaro moliya institutlari, kompaniya va korporatsiyalar, ilmiy-tadqiqot markazlari vakillari, olimlar, soha mutaxassislari va ekspertlar ishtirok etmoqda. Mamlakatimizda mustaqillikning dastlabki kunlaridan amalga oshirilayotgan keng ko’lamli islohotlar barqaror rivojlanayotgan bozor iqtisodiyotiga asoslangan demokratik huquqiy davlat barpo etishga qaratilgan. Davlatimiz rahbari tomonidan ishlab chiqilgan va butun dunyoda keng e’tirof etilgan taraqqiyotning «o’zbek modeli» bu boradagi ishlarda mustahkam asos 4

bo’lib xizmat qilmoqda. Ushbu modelning asosiy maqsadi kuchli milliy iqtisodiyotni tashkil etish, yangi yuqori texnologiyali korxona va ishlab chiqarishlarni jadal rivojlantirish hisobidan uning raqobatbardoshligini oshirish, tayyor mahsulot ishlab chiqarish uchun resurslarni tejash imkonini beradigan zamonaviy texnologiya hamda uslublarni joriy qilishdan iborat. Shu bois yoqilg’i-energetika kompleksini rivojlantirish, jumladan, resurslarni tejaydigan yangi texnologiyalarni joriy etish hisobidan taraqqiy ettirish muhim vazifalardan biri sifatida belgilangan. Mamlakatimizning to’la energetika mustaqilligiga erishgani ham ushbu yo’nalishdagi ishlar yuksak samaralar berayotganidan dalolatdir. Osiyo taraqqiyot banki prezidenti Takexiko Nakao o’z nutqida O’zbekiston Markaziy Osiyoda quyosh energiyasini rivojlantirish borasida yetakchi mamlakat bo’lishi uchun zarur ulkan yer resurslari, quyoshli kunlarga, yuqori malakali va bilimli inson resurslariga ega ekanini ta’kidladi. Shu bois quyosh energetikasini rivojlantirish bo’yicha loyihalarni amalga oshirish ikki tomonlama hamkorlikning istiqbolli yo’nalishlaridan biridir. Istiqlol yillarida O’zbekistonda muqobil energiya manbalaridan, ayniqsa, quyosh energiyasidan foydalanish borasida boy tajriba to’plandi. Serquyosh o’lkamizda yilning 320 kundan ko’prog’ida quyosh charaqlab turadi. Quyosh energiyasining yillik salohiyati esa neft ekvivalentida 51 milliard tonnadan oshadi. Bu quyosh energiyasidan elektr energiyasi ishlab chiqarish, issiq suv va isitish tizimi bilan ta’minlash, quduqdan suv olish va uni chuchuklashtirish, meva-sabzavotlarni quritish hamda boshqa ko’plab maqsadlarda keng ko’lamda foydalanish imkonini beradi. Mamlakatimizda quyosh va biogaz energiyasini ishlab chiqarish hamda undan foydalanish uchun zarur ko’p tarmoqli ilmiy-tajriba va moddiy-texnik baza samarali faoliyat ko’rsatmoqda. O’zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasida quyosh energiyasini yarim o’tkazadigan fotoo’zgartirgichlarni ishlab chiqish va ularning nazariy asoslarini yaratish, turli maqsadlarga mo’ljallangan bioenergetika manbalari, qurama geliotexnik qurilmalar, mustaqil 5

ta’minot manbalarini loyihalashtirish, yuqori haroratli geliomaterialshunoslik sohasida ilmiy maktablar shakllantirilgan. Davlatimiz rahbarining 2012 -yil 1-martda qabul qilingan “Muqobil energiya manbalarini yanada rivojlantirish chora-tadbirlari to’g’risida”gi 4512 – sonli farmonida[1] energiya tejaydigan tizimlarni joriy etish, muqobil energiya manbalaridan keng foydalanishga doir kompleks chora-tadbirlarni ishlab chiqish hamda amalga oshirish ko’zda tutilgan. Ushbu va boshqa dasturiy hujjatlar energiya iste’moli sohasida yuzaga kelayotgan qator masalalarni hal etish, noan’anaviy energetika resurslari, jumladan, quyosh energiyasidan keng ko’lamda foydalanish uchun yangi imkoniyatlar yaratish, quyosh panellari uchun tegishli uskunalar, butlovchi va ehtiyot qismlarni sanoatlashtirilgan holda ishlab chiqarishga xizmat qilmoqda. Bugungi kunda mamlakatimizda ko’plab geliotizimlar ishlab chiqaruvchilar va yetkazib beruvchilar faoliyat ko’rsatmoqda. “Fizika-Quyosh” ilmiy-ishlab chiqarish birlashmasi, «Eko- energiya» ilmiy-tadbiqiy markazi, “Mir Solar” mas’uliyati cheklangan jamiyati va boshqalar shular jumlasidandir. Ular ishlab chiqarayotgan mahsulotlar iqtisodiyotning turli tarmoqlarida qo’llanilmoqda. Uy-joy kommunal xo’jaligida quyosh energiyasi elementlarini joriy etishga ham katta e’tibor berilmoqda. Chunonchi, qishloq joylarda namunali loyihalar asosida barpo etilayotgan ayrim uylarda quyosh va shamol energiyasida ishlaydigan gibrid tizimlar o’rnatilmoqda. Yaqin kelajakda mamlakatimizning borish qiyin bo’lgan tumanlarida joylashgan umumta’lim va kasb-hunar o’quv muassasalarini ham quyosh energiyasi elementlari bilan ta’minlash rejalashtirilmoqda. 100 MVt quvvatga ega quyosh fotoelektr stansiyasi loyihasi bilan tanishish maqsadida Samarqand viloyatiga tashrif buyurgan forum ishtirokchilari ham bunday texnologiyalardan foydalanish yaxshi samara berishini qayd etdi. Ular mamlakatimizda muqobil energiya manbalarini rivojlantirish sohasidagi mavjud imkoniyatlar va olimlarimizning bu boradagi eng so’nggi yutuqlarini yuksak baholadi, O’zbekistonning xorijiy sheriklar bilan samarali hamkorlik qilayotganini ta’kidladi. Koreya Respublikasi savdo, sanoat va energetika 6