16
Silisium fotoelementləri başqa növ fotoelementlərə nisbətən yüksək faydalı
iş əmsalına malikdir. Ona görə də silisium fotoelementləri günəş enerjisini elektrik
enerjisinə çevirmək üçün ən effektiv fotoelement hesab olunur.
Silisium fotoelementlərinin hazırlanma texnologiyası nisbətən mürəkkəbdir.
Bu məqsəd üçün əvvəlcə təkmil monokristall hazırlanır. Monokristalın göyərtmə
prosesi vakuumda aparılır. Sonra alınmış monokristall nazik lövhələrə doğranır və
diffuziya üsulu ilə r-n keçidi yaradılır. Bundan sonra optik kontakt çəkilir. Bu
üsulla hazırlanmış silisium fotoelementlərini adi işıqla işıqlandırdıqda əsas
monokristalın keçiriciliyindən asılı olaraq üst elektrod müsbət və ya mənfi
yüklənir.
Silisium fotoelementlərinin başqa növ fotoelementlərdən üstünlüyü bir də
ondan ibarətdir ki, silisium fotoelementləri nisbətən yüksək temperaturda kifayət
dərəcədə stabil işləyir. Qeyd etmək lazımdır ki, silisium fotoelementlərinin
texnologiyası mürəkkəb olmaqla, monokristaldan istifadə edildikdə iri sahəli
elementlər almaq olmur.
Bu qayda ilə başqa yarımkeçirici elementləri də xarakterizə etmək olur.
Kükürdlü talium fotoelementləri. Bu elementlər ilk dəfə olaraq 1938-ci
ildə Y.P.Moslakovets və B.T.Kololiuets tərəfindən ixtira olunmuşdur. O zaman Ti
2
fotoelementlərinin
kəşfi
yarımkeçiricilər
fotoelektronikasının
böyük
nailiyyətlərindən biri idi. Çünki kükürdlü tallium fotoelementləri o zaman mövcud
olan fotoelementlərə (kuproks və selen fotoelementlərinə) nisbətən ən yüksək
həssaslığa malik idi. Ancaq bu fotoelementlər kəskin köhnəlmə prosesi üzündən
istifadə edilə bilinmirdi.
Kükürdlü tallium fotoelementlərinin həssaslığı hazırlandıqları vaxtdan 2-3
ay sonra 60-70% azalırdı. Uzun zaman bu fotoelementlərin texnologiyası üzərində
işlədikdən sonra köhnəlmə prosesinin qarşısı alınmışdır. Bunun üçün
fotoelementləri hidrogen olan şüşə ballon içərisində yerləşdirmişlər. Kükürdlü
tallium fotoelementlərini hazırlamaq üçün tallium və kükürdün stexiometrik
17
miqdarda qarışığı havası sovrulmuş qabda sintez edilir. Sonra kükürdlü tallium
vakuumda buxarlanma üsulu ilə səthi əvvəlcədən kələ-kötürləşdirilmiş dəmir astar
üzərinə çökdürülür və 400
0
C temperaturda kristallaşdırılır.
Kükürdlü tallium kristallaşdırıldıqdan sonra katod tozlanması üsulu ilə
üzərinə yarımşəffaf metal təbəqəsi çəkilir. Xarici mühitdən və xüsusi havanın
rütubətindən qorumaq üçün yarımşəffaf elektrodun üstündən şəffaf lak çəkilir və
fotoelement şüşə ballona yerləşdirilir. Balonun havası əvvəlcədən sovrularaq,
oraya 300-400 mm civə sütunu tərtibində hidrogen qazı doldurulur. Bundan sonra
isə sistem kip bərkidilir.
Kadmium-sulfat fotoelementləri. Bu fotoelementlər təxminən silisium
fotoelementləri ilə bir zamanda ixtira olunmuşdur. Kadmium-sulfat fotoelementləri
əsasən CdS monokristalından diffuziya üsulu ilə alınır. Son zamanlar kadmium-
sulfat fotoelementləri polikristallik kadmium-sulfatdan alınır. Ancaq polikristallik
kadmium-sulfatdan hazırlanan fotoelementlərin parametrləri, monokristaldan
hazırlanan fotoelementlərin parametrlərindən çox-çox aşağıdır.
Mərgümüş-kallium fotoelementləri. Ikiqat və üçqat birləşmələrin fiziki
xassələrinin öyrənilməsi nəticəsində müəyyən edilmişdir ki, bu birləşmələr
içərisində silisium kimi effektiv yarımkeçiricilər vardır. Bunlardan GaAs və CdTe
birləşmələrini göstərmək olar. Mərgümüş-qallium (GaAs) fotoelementləri, n tipli
mərgümüş-qallium mono- və ya polikristallik maddəyə kadiumun diffuziyası ilə
hazırlanır.
Kadmium-tettur fotoelementləri. Bu fotoelementlər ilk dəfə olaraq 1956-
cı ildə SSRI Elmlər Akademiyasının Yarımkeçiricilər Institutunda hazırlanmışdır.
Kuproks fotoelementləri. Bu fotoelementləri hazırlamaq üçün 1 mm
qalınlığında qırmızı mis lövhəsi götürülərək, 800-1000
0
C temperatura qədər
qızdırılmış peçə daxil edilir və orada bir neçə dəqiqə saxlanılır. Bu zaman lövhənin
səthi 0,1 mm qalınlığında mis-1 oksid təbəqəsi ilə örtülür.
18
Bundan sonra lövhə peçdən çıxarılaraq soyuq su olan qaba daxil edilir. Əgər
qızmış lövhə yavaş-yavaş soyudularsa, onda mis-1 oksid təbəqəsi, mis-2 oksid
təbəqəsinə çevrilir. Ona görə də soyutma prosesi tez bir zamanda aparılır. Sonra
mis-1 oksid təbəqəsinin üzərinə yarımşəffaf metal elektrod çəkilir.
Kuproks fotoelementlərində r-n keçidi mis-1 oksid təbəqəsi ilə mis təbəqəsi
arasında alınır. Kuproks fotoelementi üzərinə işıq şüası saldıqda üst elektrod
müsbət yüklənir.
19
IKINCI FƏSIL. TƏCRÜBI HISSƏ
2.1. Yarımkeçiricilərin radiotexnikada tətbiqi
Radioelektrotexnikada, o cümlədən geniş tətbiq olunan elektron hesablayıcı
maşınlarda yarımkeçiricilərdən hazırlanmış düzləndiricilərdən və elektron
cihazlarını əvəz edən müxtəlif yarımkeçirici cihazlardan istifadə olunur. Bu
cihazların geniş tətbiqinə səbəb yarımkeçiricilərin bizə məlum olan qiymətli
xüsusiyyətləridir.
Yarımkeçirici cihazlar bir sıra xüsusiyyətlərinə görə başqa elektron
cihazlarıdan fərqlənirlər. Bunlardan ən mühümü yarımkeçirici cihazların kiçik
ölçülü (0,67 sm
3
), yüngül (3,5 q), mexaniki möhkəmliyinin yüksə olması, həmçinin
işləməsi üçün az güc (10
-7
x10
-2
vt) tələb etməsidir. Belə ki, elektron lampalarını
yarımkeçiricilərlə əvəz etmək quruluşun həcmini və sərf olunan gücü 10 dəfə
azaltmağa imkan verir. Elektron lampalarının ömrü 1000-10000 saata,
yarımkeçirici cihazların ömrü isə 100000 saata çatır. Həmçinin son illərdə
yarımkeçirici gücləndirmə cihazlarının gücü 3 kvt-a, cərəyanı isə yüz amperlərə
çatdırılmışdır.
Yarımkeçiricidə elektron artıqlığı (elektron keçiriciliyi) əmələ gətirən
aşqarlar vardır ki, onlara da donar deyilir. Donar tipli aşqarlı yarımkeçiricilər n
tipli yarımkeçirici adlanır (n – «pegative» sözündən olub, mənfi sözünün baş
hərfidir).
Kristalla tətbiq olunmuş xarici elektrik sahəsinin təsiri altında «deşiklər»
qonşu atomlardan tullanaraq, keçən elektronlar vasitəsilə tutulur və sahənin təsiri
istiqamətində hərəkət edərək, özü ilə müsbət yük daşıyır. Bu proses kristalın yeni
bir elektrik keçiriciliyini müəyyən edir. Bu keçiriciliyə deşik keçiriciliyi deyilir.
Yarımkeçiricidə deşik keçiriciliyi yaradan aşqarlara akseptor deyilir və bu akseptor
aşqarlı yarımkeçiricilər p ilə işarə olunur (p – «positive» sözündən olub, müsbət
sözünün baş hərfidir).
Dostları ilə paylaş: |