1.Күн элементтерінің жұмыс істеу принципін түсіндіріңіз

Күн элементінің жұмыс істеу принципі тікелей күн элементі қандай материалдардан жасалғанға байланысты болады және сол материалдардың арасында қандай реакциялар болатынына байланысты болады. Егер біз кремнийдің электроны жетпейтін легірленген кристалын алсақ және электроны артық кремний кристалны алсақ және осы екеуін қоссақ, келесі суреттегідей құбылыстарды бақылай аламыз

Әрине осындай байланысты алу үшін екі кристалды бір біріне қоса салу қолдан келмейды сондық кремнийді жоғарытемпературалы диффузия арқылы легірлейді. Нәтижесінде p-n ауысуы пайда болады.Осы ауысуы күн элементінің негізі болып табылады.Яғни осы қабатта жарықтың электр тогына айналу процессі болады.Фотон деп аталатын жарық бөлшегі, фотон энергиясымен p-n ауысуына соққанда, электронды өз орнынан босатады нәтижесінде бос электрон және бос электронның орнында кемтік пайда болады.Бұл кезде фотон энергиясы түгел электронға беріледі.Енді ауысу облысы тепе теңдікті сақтау үшін осы кемтік және электрон рекомбинацияға ұшырау қажет.Енді n-типті материалда кемтік жетіспесе, ал р-типтіде электрон жетіспесе, онда электрон кемтік жұбы екі жаққа қарай қозғалады.Енді тепе теңдік мүлдем жоқ, қайтадан тепе тең күйге оралу үшін фотон энергиясы бар электрон

потненциалдық барьер болып табылатын p-n-ауысунан өте алмайды сол себепті электрон екі типті материал арасында жалғанған өткізгіш арқылы электрон кемтікке өте алады да рекомбинацияға өтеді нәтижесінде өткізгіш арқылы электрондар ағыны өткенде электр тогы пайда болады.

Күн элементінің жұмыс істеу принципі осындай

2.Күн элементтерінің даму тарихын түсіндіріңіз

1839 жылы белгірі француз физигі Александр Эдмонд Беккерль фотогальваникалық эффект ашылды. 1883 жылы Чарльз Фритте селен негізіндегі ең алғашқы күн модулін жасады.Осы модульдың пайдалы әсер коэффиценті бір пайызға әрен жетті. Ал 1921 жылы Альберт Энштейн сыртықы фотоэффект құбылысы үшін Нобель премиясына иеленді.Күн энергетикасының тарихы осы кездерден басталды,ал енді күн элементерінің тарихы күн элементінен жасалған күн батареясы Bell Telephon жасап шығарды.Бұл 1955 жылы болды. XX ғасырдың 50 жылдары американдық ғалымдар Пирсон, Фуллер және Чапин пайдалы әсер коэффиценті 6 % болатын ең алғашқы күн элементін патенттеді.Осы уақытта күн элементтерінің қолданысы кеңейді. 1957 жылы СССР да ең алғашқы жасанды серік ұшырылды ол фотогальваникалық элементтерден тұрды, ал 1958 жылы США кремнииден жасалған күн панельдері бар Explorer 1 жасанды серігін ғарышқа ұшырды. 1970 жылы СССР да Жорес Алферовтың және басқа ғалымдардың көмегімен ең алғашқы жоғарыэффективті гетереструктуралы күн батареясы жасалды. 70 жылдардың ортасында күн элементерінің пайдалы әсер коэффицентін 10 пайызға жеткізді. 20-жылдан кейін ғана ғалымдар пайдалы әсер коэффицетін 90 жылдардың ортасында 15 пайызға жеткізді, ал XXI ғасырдың басында 20 % ға жетті.Қазіргі уақыта қолданыстағы күн элементерінің пайдалы әсер коэффиценті 7-15% болады,ал лабарторияларда пайдалы әсер коэффиценті жоғары күн батареялары алынып жатыр шамамен 30 – 45 % болады.