O’zbеkistоn rеspublikasi оliy va o’rta maхsus ta’lim vazirligi buхоrо davlat univеrsitеti

7.3. Quyosh batareyalari 
Hozirgi zamon muammolaridan biri juda katta miqdordagi 
quyosh radiasiyasi energiyasidan maksimal foydalanish masalasidir. 
Quyosh radiasiyasining qisqa to’lqinli qismi, Yer atmosferasida 
yutilib qoladi. Yer sirtiga esa uzun to’lqinli qismi yetib keladi.
Quyosh energiyasidan foydalanishning juda ham ko’p usullari 
mavjud, bo’lib bulardan eng samaradorlig’i – nurlanish energiyasini 
boshqa ko’rinishdagi energiyaga aylantirishda foydali ish koeffisienti 
eng katta bo’lgan qurilma yarim o’tkazgichli quyosh batareyasi bo’lib 
hisoblanadi.
Yarim o’tkazgichli fotoelementlarni quyosh batareyasi sifatida 
ishlatishda quyoshdan kelayotgan radiasiyaning spektral tuzilishini 
bilish masalasining asosiy tomonlaridan biri bo’lib hisoblanadi. 
Shuning uchun, quyosh batareyasini tayorlashda quyosh spektrining 
qaysi qismlaridan foydalanish mumkinligini ko’rsatuvchi yarim 
o’tkazgichning optic xususiyatlarini va quyosh energiyasini elektr 
energiyaga samaraki aylantirib bera olishligini xarakterlovchi elektr 

---

185 
xususiyatlarini bilgan holda, yarim o’tkazgich materialni tanlab olish 
zarurdir. Yarim o’tkazgichning bunday xususiyatlariga ta’sir qiluvchi 
ko’rsatkichlaridan biri – man qilingan zonaning kengligi 
E
g
ni bilish 
kerak.
Ma’lumki, elektron – teshik juftini hosil qilish uchun energiyasi
E
g
ga teng yoki undan katta bo’lgan foton yutilishi kerak, ya’ni: 
g
E
h


 
bunda 
E
g 
dan kichik bo’lgan energiyali fotonlar valentlik 
zonasidan o’tkazuvchanlik zonasiga elektron chiqara olmaydi. Bu 
hodisaga qaraganda 
E
g 
kichik yarim o’tkazgich tanlab olish maqsadga 
muvofiq emasdek ko’rinadi. 
E
g 
kichiklasha
 
borsa, fotonning ortiqcha 
energiyasi issiqlikka aylanishi natijasida samaradorlik kamaya boradi.
Agar 
E
g 
katta bo’lgan yarim o’tkazgich tanlab oladigan bo’lsak, 
yutilayotgan fotonlarning aktivligi kamaya boradi va yana nurlanish 
spektrining bir qismi bekorga sarf qilinadi.
Quyosh batareyasidagi qisqa ulanish tokini
)
(
)Qn
e
-
r)(1
-
e(1
=
f
d
q.u
g
E
j

(7.4) 
ko’rinishida yozsak bo’ladi. Bunda 
n
f
(E
g
)
– energiyasi 
E
g 
dan 
katta va unga teng bo’lgan birlik vaqtda fotoelementning birlik yuziga 
tushayotgan fotonlar sonini ko’rsatadi. Nurning qaytish, yutilish va 
rekombinasiya tufayli yo’qolishini hisobga olmasak, 
)
(
en
=
f
q.u
g
E
j
(7.5) 
Bundan ko’rinadiki, qisqa ulanish toki energiyasi 
E
g 
ga teng va 
undan katta bo’lgan fotonlar soniga bevosita bog’liq bo’lar ekan. 
E
g 
ortishi bilan n
f
(E
g
) kamaya boradi, binobarin qisqa ulanish toki ham 
kamaya boradi.
Endi salt ishlaganda kuchlanish (foto EYuK) ning 
E
g 
ga qanday 
bog’langanligini ko’rib chiqaylik.
u
q
kT
eV
j
e
j
.
1
s
)
(
j
=
−
−
−
dan 
salt ishlash kuchlanishi 
g
V
quyidagi ko’rinishini qabul qiladi.
1
ln
e
kT
=
.
+
s
u
q
j
j
V

(7.6) 
Bu yerda 
s
j
- to’yinish toki. Yoritilish juda kichik bo’lmasa, 
1
.

s
u
q
j
j
- deb olsak bo’ladi, ya’ni

---

186 
s
u
q
j
j
V
.
ln
e
kT
=

(7.7) 
Ma’lumki, to’yinish toki 
s
j
ni 
kT
E
g
e
j
j
−
=
0
s
(7.8) 
Ko’rinishida yozsak bo’ladi. 7.7 ni 7.8 ga qo’ysak, 

V
uchun 
quyidagi formulani olamiz: 
0
.
g
ln
e
E
=
j
j
e
kT
V
u
q
+

(7.9) 
Bu formuladan ko’rinadiki, 
g
E
ortishi natijasida tenglamaning 
o’ng tomonidagi birinchi handing ortishi bilan 

V
ortib borsa, ikkinchi 
handing kamayishi hisobiga 

V
kamayib boradi. Demak, oldingi 
aytilgan mulohazalar va (7.9) ning tahliliga asosan quyosh 
batareyasidan olinadigan quvvat ma’lum 
g
E
da maksimumga erishar 
ekan. Shuning uchun ham 
g
E
fotoelementning foydali ish 
koeffisientiga ta’sir qiluvchi ko’rsatkichlardan biri bo’lib hisoblanadi.
Bu masala Loferskiy tomonidan mukammal tahlil qilinib, alohida 
ko’rib chiqilgan. Bu ishda Quyosh energiyasi spektrining taqsimotidan 
foydalaniladi. Bundan tashqari, atmosferadagi yorug’likning yutilishi 
ham hisobga olinadi. Yer sirtining birlik yuziga tushayotgan Quyosh 
radiasiyasining aktivligi va spektral tarkibi uning atmosferadagi 
chang, suv bug’lari, gaz molekulalari va hokazolarda yutilishiga 
bog’liq bo’ladi.
Atmosfera 
asosan 
ul’trabinafsha 
spektrini 
kamaytiradi. 
Atmosferadagi bu ta’sirni 
m
va 

lar orqali xarakterlash mumkin. 
Bunda 
m
yorug’likning optik yo’lini xarakterlab, 

cos
1
=
m
formula 
orqali aniqlanadi, bu yerda 

- fotoelement bilan zenith va quyoshni 
tutashtiruvchi to’g’ri chiziqlar orasidagi burchak, 

- armosferadagi 
suv bug’larining miqdorini xarakterlaydi. Bu kattaliklarning aniq 
qiymatini bilgan holda quyosh radiasiyasining chastotalar bo’yicha 
taqsimotini va shu bilan birga energiyasi 
g
E
ga teng va undan katta 
bo’lgan fotonlarning to’liq sonini aniqlash mumkin, ya’ni 

=
=
=
max
)
(
)
(




h
E
f
g
f
g
n
E
n
(7.10) 

---

187 
bunda 
f
n
- berilgan chastotali fotonlar soni, 
max

- Quyosh 
spektridagi maksimal chastota. 
Hisoblashlar 
natijasi 
7.6-
chizmada keltirilgan. Chizmadan 
ko’rinadiki, eng yaxshi mos 
kelgan 
yarim 
o’tkazgichlar 
5
,
1
1
,
1
−
=
g
E
eV
bo’lgan yarim 
o’tkazgichlar bo’lib hisoblanar 
ekan.
Agar atmosferaning ta’siri 
juda kichik deb ko’rilsa, 
P
J
p
, 
Ga
, 
As
va 
Cd
, 
Te
lar quyosh 
batareyasini tayyorlash uchun 
eng yaxshi yarim o’tkazgichlar 
bo’la oladi. Lekin atmosferaning 
ta’siri ortishi bilan bularga qaraganda 
Si
afzalroq bo’lib qoladi. Rus 
olimlaridan 
D.N.Nasledov, 
V.K.Subashievlarning 
nazariy 
va 
eksperimental ishlari eng yaxshi yarim o’tkazgichli materiallar, 
quyosh batareyasini tayyorlash uchun 
Si
, 
GaAs
, va 
CdTe
ekanligini 
isbot qiladi. 7.6-chizmada fotoelementning vo’lt-amper xarakteriskasi 
berilgan. 7.7-chizmada quyosh batareyasining ko’rinishi berilgan.