JOURNAL OF NEW CENTURY INNOVATIONS
Volume–79_Issue-1_June-2025
79
79
KONSENTRLANGAN QUYOSH NURLANISHINING IZOVALENT
ARALASHMALAR BILAN LEGIRLANGAN KREMNIY
QUYOSH ZARYADGA TA'SIRI
Safarmatov Uchqunjon Sohibjon o‘g‘li
Toshkent davlat texnika universiteti Olmaliq filiali, assistant
Annotatsiya:
Ushba maqolada konsentratsiyalangan quyosh nurlanishining
izovalent aralashmalar bilan legirlangan kremniy quyosh harakatlariga ta'siri
o'rganiladi. Asosiy e'tibor yuqori zichlikdagi quyosh energiyasi ta'sirida ishlab
chiqarishning fotoelektrik parametrlari o'zgarishiga, shu tarzda termik degradatsiya va
tiklanish jarayonlariga qaratiladi. Germaniy va uglerod kabi izovalent aralashma turlari
ko'rib chiqiladi hamda sifatlar tuzilma tarkibidagi roli va kremniy panjarasining termik
tarkibini tuzatishdagi ahamiyati tahlil qiladi. Raqamli modellashtirish va eksperimental
ma'lumotlardan ushlagan holda, quyoshning uzoq tiklanish konsentrlangan ta'siridagi
ta'siridagi tahlilni saqlash. Tadqiqot natijalari ekstremal iqlim sharoitlarida ishlash
uchun yanada samarali va uzoq muddatli fotoelektrik tizimlarni ishlab chiqishda
qo'llab-quvvatlash mumkin.
Kalit so‘z:
konsentrlangan quyosh nurlanishi, kremniy quyosh nurlanishi,
izovalent aralashmalar, fotoelektrik ishlab chiqarish, degradatsiya, termik ta'sir,
energiya ishlab chiqarish, yarimo'tkazgichlar, kremniy modifikatsiyasi.
Kirish:
Ushbu maqolada konsentratsion quyosh nurlanishining (KSI) izovalent
aralashmalar (IBP) bilan legirlangan kremniy quyosh nurlanishiga (QEsiri bo‘yicha
tadqiqot natijalari ko'rib chiqiladi. Tadqiqotning maqsadi KSI ta'sirida IBP qo'shilgan
QE elektr parametrlari o'zgarishlarini ishlab chiqarish va tekshirishni optimallashtirish
bo'yicha tavsiyalar ishlab chiqishdir.
Quyosh energiyasini qayta tiklanadigan energiya manbalari alohida o'rin tutadi va
undan elektr energiya ishlab chiqaradigan texnologiyalarni jadal rivojlantiradi. Quyosh
energiyasi (QE) bu muhim rol o'ynaydi, quyosh energiyasidan ishlab chiqarishni ishlab
chiqarish esa xavfsizlikni nazorat qilish orqali amalga oshirish. Kremniy (Si)gi asosida
QE lar hozirda eng keng tarqalgan bo'lib, ular nisbatan arzon narx va sifatli mahsulotlar
bilan turadi. qilsa, kremniy asosidagi SÉlarning qo'shimchasini yanada kuchaytirish
uchun turli usullarni qo'llash. Ulardan biri izovalent aralashmalar (IBP) qo'shishdir.
IBP — bu asosiy material (kremniy) bilan valentlik elektronlari soni bir xil bo'lgan
mahsulotlar (masalan, uglerod, german va boshqalar). Ularnin qo‘shilishi kristall
panjaradagilar sonining yangilanishiga va QE parametrlarini yaxshilashga imkon
beradi. Shu bilan birga, quyosh nurlanishini konsentrlash ham QE yukni nazorat
qilishning istiqbolli usullaridan biridir. QE larning KSI ta'sirida bir qatorga, jismoniy
JOURNAL OF NEW CENTURY INNOVATIONS
Volume–79_Issue-1_June-2025
80
80
haroratning va yuqori fotogeneratsiya toklariga bog'liq [1-4]. Buning uchun KSI
ta'sirida IB qo'shilgan kremniy asosidagi QE larning o'rganilishi muhim korxona ega.
Bunda Si ta'sirida izovalent aralashmalar bilan legirlangan kremniy maqola quyoshni
qo'zg'atuvchi omillar bo'yicha tadqiqot olib boradi. Tadqiqotning maqsadi KSI ta'sirida
IBP qo'shilgan QE elektr parametrlari o'zgarishlarini ishlab chiqarish va tekshirishni
optimallashtirish bo'yicha tavsiyalar ishlab chiqishdir.
Konsentrlangan quyosh nurlanishining (KSI) fotoelektrik qayta ishlashi ishlab
chiqarilgan fotoelektrik energiya narxini pasaytirishning eng istiqbolli yo'llaridan [5-
7]. Bu quyosh energiyaning 1 Vt ishlab quvvattiga nisbatan talab qilinadigan
maydonining KSI darajasiga mutanosib ravishda kamayishi bilan izohlanadi.
KSI aylantirilganda SÉning ish harorati KSI va issiqlik chiqarish sharoitlariga
qarab yuqori haroratlarga ko'tariladi. Tabiiy sharoitlarda quyosh nurlanishiga oshganda
harorat ham ortadi, bunda o‘sish mahsulotning konstruksiyasi va issiqlik chiqarish
turiga bog'liq. QE tushayotgan yorug'lik intensivligi va quyosh nurlanishini tiklash,
harorat bog'liqligini o'zgartirish, maksimal quvvatni olish bo'yicha KSI quvvatini
oshirish, tabiiy sharoitlarda uzoq muddatli ekspluatatsiya vaqtida chiqish
harakatlarining beqarorligini tekshirish. Agar u tizimiga qaram tutilmagan, quyosh
quvvatining ish harorati oshadi, bu tashuvchilar konsentratsiyasiga va yorug'lik yutilish
zaryad jarayoniga ta'sir qiladi hamda QEning chiqish parametrlarining o'ga olib keladi.
Tadqiqotlarni o'tkazish uchun [8-9] ishlarida tasvirlangan texnologiyadan QElar
ishlab chiqarildi. Ohmik kontaktlarning kontakt qarshiligini ochish+ uchun izotip p-
p+ va n-n o'tishlar qo'llanildi. Izotip p
-
p
+
va n
-
n
+
o'tishlarni olish pn o'tishni ushlab
turishga o'xshashdir. Bunda diffuziya jarayonining o'ziga xos xususiyati p-tipidagi
kremniy substratlarni akseptor aralashma bilan, n-tipidagi substratlarni esa donor
aralashma bilan legirlashdan iborat. Izotip p
-
p
+
va n
+
o'tishlarni kuzatishda hosil
bo'ladigan legirlash profili pn o'tishni olishda aralashmaning konsentratsiya taqsimoti
profiliga o'xshashdir. n
+
va p
+
qatlamlardagi aralashmalar konsentratsiyasi mos
ravishdagi bor va fosforning chegaraviy eruvchanligiga yetmadi va >10
20
sm
-3
dan
yuqori qiymatlarga ega edi. O'tgan kontaktga qarshiligini olish uchun yuqori darajaga
olib chiqish zarur. Legirlash konsentratsiyasi 10
18
sm
-3
dan yuqori bo'lganida, o'ziga
xos kontakt qarshiligi asosan tunnel jarayonlari bilan yuzaga kelishi va legirlash
rivojlanishi bilan tez qurish. Optimal izotip o'tishni olish harorati T=1100 °C ga teng
bo'lib, bunda izotip o'tishning chuqurligi 0.3 dan 10 mkm gacha edi.
QEning volt-amper yuklamasi (VAX) o'lchash yuqorida tasvirlangan qurilmada
amalga oshirildi. Nurlanish konsentratsiyasi parabolik konsentrator orqali aks etgan
quyosh nurlanishini SÉ quvvatga fokuslash orqali erishildi. Har bir QE suv bilan
jihozlangan mis termostatlangan lehimlangan holda saqlanadigan substratga ulandi.
Quyosh energiyasining fotoelektrik energiya tushayotganligiga bog'liq holda
o'rganishda, C
0
harorat suv ta'minoti tizimidan doimiy saqlanardi yoki
JOURNAL OF NEW CENTURY INNOVATIONS
Volume–79_Issue-1_June-2025
81
81
markazlashtirilgan nurlanish ta'sirida T=35–130 °C diapazonida o‘sardi va xromel-
alyumel termojuft yordam nazorat qilinardi. Qisqa tutashuv va QE qurilma ishlab
chiqarish quvvatini turli quyosh nurlanish konsentratsiyalarida o'lchash quvvati 1 va 2-
rasmlarda. 100 baravar quyosh nurlanishida harorat suv olish tizimi yordam ~70 °C
darajasida ushlab turiladi. QE bunday sharoitlarda t=1000 soat sinovdan o'tkazildi.
20
40
60
80
100
10
-4
10
-3
10
-2
10
-1
10
0
I, A
K
C
Si<P>
Si<P, Sn>
Si<P, Ge>
1-rasm. Quyosh elementining qisqa tutashuv toki (I_A) konsentrlashtirilgan
quyosh nurlanishi (K_C) ga bog‘liqligi.
Si<P>; asosida 1-QE. Si<P, Sn>; asosida 2-QE. Si<P, Ge>.asosida 3-QE
0
20
40
60
80
100
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
Р
макс
, Вт/см
2
K
C
контрольный СЭ
Si<P, Sn>
Si<P, Ge>
2-rasm. Quyosh elementlarining maksimal chiqish quvvati konsentrlashtirilgan
quyosh nurlanishiga bog‘liqligi.
JOURNAL OF NEW CENTURY INNOVATIONS
Volume–79_Issue-1_June-2025
82
82
1- tekshiruv. QE; 2- Si<P, Sn>; 3- Si<P, Ge>.
Ko‘rsatilgan egri chiziqlardan ko‘rinib turibdiki, konsentratsiya koeffitsienti
qisqa tutashuv toki qiymatiga sezilarli darajada ta’sir qiladi va, mos ravishda, quyosh
elementining ishlab chiqaradigan quvvatiga ham ta’sir ko‘rsatadi. Biroq, quyosh
nurlanishining konsentratsiya koeffitsienti ortishi bilan qisqa tutashuv tokining
absolyut oshishi, asosiy bo‘lmagan zaryad tashuvchilarning rekombinatsiyasi
kuchaygani sababli, volt-amper xarakteristikasining to‘lishish koeffitsienti kamayishi
bilan kechadi.
2-rasmda keltirilgan bog‘lanishdan ko‘rinib turibdiki, chiqish elektr quvvatida Kₛ
= 80 barobargacha sezilarli o‘sish kuzatiladi, undan keyin to‘yinganlik holati yuz
beradi va konsentratsiya koeffitsientining yanada oshishi ishlab chiqarilayotgan
quvvatda juda kichik o‘sish beradi. Xuddi shunday qonuniyat qisqa tutashuv tokining
Kₛ ga bog‘liqligida (1-rasm) ham kuzatiladi. Bu yerda ham Kₛ = 80 barobardan boshlab
Iₖ.ₓ. o‘sish tezligining kamayishi kuzatiladi, biroq bu o‘zgarish chiqish quvvatiga
nisbatan kamroq ifodalangan, bu esa chiqish quvvatiga ochiq kontakt kuchlanishining
kuchli ta’siri bilan bog‘liq.
Keyingi o‘lchovlar shuni ko‘rsatdiki, quyosh nurlanishi imitatorida o‘lchangan
parametrlarga ko‘ra, izovalent qo‘shimchalarsiz QE da Iₖ.ₓ. va Uₓₓ mos ravishda 18 %
va 5 % ga kamaydi, izovalent qo‘shimchalar (Sn, Ge) bilan yaratilgan QE da esa
dastlabki parametrlarda deyarli o‘zgarish kuzatilmadi.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1. Андреев, В.М. Концентраторные солнечные модули с высокой
эффективностью в широком диапазоне рабочих температур / В.М. Андреев,
Н.Ю. Давидюк, В.С. Калиновский и. др // В сборнике: Возобновляемая
энергетика XXI век: Энергетическая и экономическая эффективность, 2016
Материалы Международного конгресса REENCON-XXI «Возобновляемая
энергетика XXI век: Энергетическая и экономическая эффективность». - 2016. -
С. 91-96.
2. Al Husna, H.; Ota, Y.; Minemoto, T.; Nishioka, K. Field test analysis of
concentrator photovoltaic system focusing on average photon energy and temperature.
Jpn. J. Appl. Phys. 2015, 54, 08KE05.
3. Юлдошев И.А. Повышение эффективности фотоэлектрической батареи
принудительным охлаждением // Проблемы энергоресурсосбережения. –
Ташкент, 2015. –№ 3. – С. 122-127.
4. Michael E., Mc. Eachen, Patrick Haynes, Christopher Peterson Wyatt Rodgers,
Jim Spink, Mike Eskenazi Mark O’Neill and Paul Sharps. Point-Focus Concentration
Compact Telescoping Array EESP Option 1 Phase Final Report for Public Release//
NASA STI Program Mail Stop 148 NASA Langley Research Center Hampton, VA
JOURNAL OF NEW CENTURY INNOVATIONS
Volume–79_Issue-1_June-2025
83
83
23681-2199.
5. Майоров В.А., Стребков Д.С., Трушевский С.Н. Исследование
конструктивных и энергетических параметров приемников излучения
солнечных модулей с концентраторами// Международный научный журнал
«Альтернативная энергетика и экология» научно-технический центр «ТАТА»,
№6 (170), 2015 г.
6. Mohammed Kh.Kh. High Efficiency Tandem Solar Cell based on InGaP and
GaAs for Sustainable Energy Applications// International Journal of Computer
Applications, Volume 181 – No. 18, 2018y.
