Модуль накопичення енергії системи енергозабезпечення космічного апарату, страница 6

Чаще всего встречается схема фотоэлемента, когда база может считаться бесконечной по сравнению с передним слоем, и в ней нет тянущих полей. Положим этот случай в основу расчета.

Теоретическая плотность фототока равна

,                              (1.22)

где коэффициент собирания зарядов Q для рассматриваемого случая определяется по формуле

,                             (1.23)

- коэффициент поглощения света материалом полупроводника. В качестве частоты можно принимать среднее значение частоты света в полосе пропускания

-;

;

Функцию генерации  приближенно можно рассчитать по формуле

,                      (1.24)

где - спектральная интенсивность излучения 

.

Действительная величина плотности фототока равна

,                             (1.25)

Расчет величины плотности тока насыщения

Расчет величины плотности тока насыщения выполняется по формуле:

,                           (1.26)

где  - концентрация акцепторов в базе;

- толщина базы

.

Расчет всех коэффициентов, плотности тока насыщения, плотности фототока, основных параметров фотоэлемента проведен с помощью программы на ЭВМ и представлен в приложении А.

Основные расчетные данные приведены в таблице.

Таблица 1.1

1.5.3.2 Расчет вольт-амперных характеристик.

ВАХ фотоэлемента

Выполняется по формулам:

,          (1.27)

.      (1.28)

Сопротивление растекания токов в переднем слое   определяется в зависимости от типа контактов. Для простейшего типа контактов

,                            (1.29)

0,066374 Ом.

Для расчета вольт-амперных характеристик элемента необходимо установить пределы изменений токов и напряжений. Ток изменяется в диапазоне  ;

,                            (1.30)

А.

Напряжение изменяется в диапазоне  ;

,                (1.31)

 В.

Результаты заносим в таблицу 1.1.

ВАХ модуля

Создаем модуль из 6 последовательно соединенных фотоэлементов и 4 параллельно соединенных ФЭ.

n- число последовательно соединенных элементов;

m- число параллельно соединенных элементов;

                                               (1.32)

                                               (1.33)

Подставив числовые значения и занесем результаты в таблицу 1.2.

ВАХ солнечной батареи

Так как СБ состоит из 3-х панелей параллельно соединенных, то n_СБ= 10 и m_СБ=10×3=30.

                                            (1.34)

                                           (1.35)

Подставим числовые значения и занесем результаты в таблицу 1.3.

1.5.3.3 Расчет мощностных характеристик ФЭП и КПД