Эффективности собирания

При рассмотрении эффективности различных методов резервирования предполагалось, что отказавшие блоки или изделия не подлежат ремонту. Между тем условия эксплуатации многих категорий аппаратуры, например, работающей в стационарных условиях, позволяют производить ремонт отказавших блоков или изделий, когда работают резервные. Естественно, что в этом случае фактическая надежность аппаратуры, резервированной методом замещения, выше, чем полученная в результате расчетов по приведенным формулам, так как в некоторых случаях отказавший блок или изделие будут отремонтированы раньше, чем произойдет следующий отказ в аппаратуре. При этом повторный отказ изделия или однотипного блока даже при кратности резервирования т = 1 не нарушит работы. Очевидно, что число таких случаев, когда ремонт закончен раньше, чем произошел следующий отказ, зависит от отношения Гв/Гср, где Tt — среднее время, затрачиваемое на отыскание и устранение неисправностей. Поэтому конструктор наряду с повышением средней наработки на отказ должен стремиться к тому, чтобы конструкция позволяла быстро находить и устранять неисправности.

10.1. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

10.1. Методика оценки эффективности различных вариантов электроустановки........... 545

10-1. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ

10-1. Методика оценки эффективности различных вариан-

Сравнительный анализ эффективности различных схем паро-впуска показывает, что при номинальном пропуске свежего пара относительный внутренний КПД r\0i турбины с сопловым парораспределением всегда ниже КПД турбины с дроссельным регулированием. Однако в режиме частичных нагрузок турбин с сопловым парораспределением, несмотря на снижение относительного внутреннего КПД регулирующей ступени, общий КПД турбины оказывается более высоким за счет отсутствия дросселирования пара, поступающего через полностью открытые клапаны.

Для расчета сравнительной эффективности различных способов регулирования мощности необходимо учитывать также изменение относительного внутреннего КПД приводных турбин питательных насосов, работающих с разным числом оборотов при разных способах регулирования мощности. Это изменение КПД т]0г можно •определить по отношению скоростей U/CQ приводной турбины.

В данной главе в основном рассматриваются вопросы, связанные с подготовкой и выработкой решений по управлению боевыми действиями, а также с оценкой эффективности различных систем вооружения.

С целью сравнения эффективности различных схем цепей питания рассмотрим числовой пример.

Сравнительный анализ эффективности различных РМ показал превосходство поршневых РМ по крайней мере до мощностей 500 кВт; при пока малой энергоемкости сжатых газов большие мощности нереальны.

Основным критерием, используемым для сравнения эффективности различных вариантов технологической схемы, служит величина удельных приведенных затрат S/Q, где S — общие приведенные затраты на строительство и эксплуатацию объекта, a Q — годовая производительность трубопровода (учитывающая потери из-за отказов основного технологического оборудования). Тем самым удается сформулировать критерий, не использующий понятие ущерба от недопоставок продукта. Столь удобный показатель эффективности позволяет получить экономическую оценку затрат на повышение безотказности трубопровода и принимать решения по внутриобъектному резервированию.

Окамото и др., базируясь на другой концепции неосновных носителей, присущей солнечным элементам на основе a-Si, вывели основные соотношения для эффективности собирания носителей, темновой и световой ВАХ в зависимости от приложенного напряжения смещения YU и от спектра падающего света [13]. Физическими параметрами в этих соотношениях являются: произведения подвижности на время жизни для электронов (Иптп) и дырок (МрТр); параметры эффективной поверхностной рекомбинации 3„ и Sp, определенные как скорости эффективных поверхностных рекомбинаций на рЦ (S'p/j)- и i\n (S,•/„)-границах раздела, деленные на подвижность электронов и дырок соответственно; внутреннее электрическое поле в пределах г-слоя Е(х). Такое теоретическое рассмотрение учитывает как диффузионную, так и дрейфовую компоненты потока заряда в процессе собирания носителей. В этом смысле такая теория является общей для свойств перехода и может быть применена не" только к солнечным элементам на основе a-Si, но с некоторым видоизменением и к солнечным элементам на основе кристаллического материала.

На 5.1.4 показаны типичные спектры эффективности сбора носителей н положения Хс, нормализованные на /, в зависимости от отношения м„т;/мрТр [ 1 3] (при этом подразумевается, что свет падает на р-слой). Однако если требуется узнать результаты при освещении «-стороны, то следует только поменять местами индексы я и р. Для демонстрации общих закономерностей эти спектры представлены в зависимости от коэффициента поглощения. Из рисунка следует, что нормализованное положение Хс почти пропорционально величине дптп/ (1 + al) (иптп + Иртр)- ДРУ' гими словами, носители, имеющие большую величину произведения цт практически могут рассматриваться как лимитирующие эффективность собирания носителей, поскольку чем больше величина произведения ,ит для носителей, тем шире область генерации фотоносителей, где они выступают в качестве неосновных. Поэтому, как следует из 5.1.4, для достижения более высокой эффективности собирания носителей целесообразно, особенно в коротковолновой области, освещать р-слой, если иптп < < ЦрТр, наоборот.. Па рисунке показано также влияние диффузионного потенциала Vfo. По мере уменьшения V^ эффективность собирания носителей снижается.

5.1.4. Нормализованные значения эффективности собирания носителей Хс/1 и положения характеристической границы Хс в зависимости от коэффициента поглощения а для различных величин Ми^п/Мр^р [ '3)

Как показано на 5.1.5, эффективность собирания носителей существенно зависит от суммы произведений (м„т„ + Мртр). С ее уменьшением эффективность собирания носителей заметно снижается, а пик спектров сдвигается в более коротковолновую область. Кроме того, данные рисунка указывают на влияние поверхностной рекомбинации на лицевой стороне (p/i - поверхность раздела). Довольно большое снижение эффективности собирания носителей особенно наблюдается в более

коротковолновой области, когда значение параметра поверхностной рекомбинации Sn выше. Подтверждено, что поверхностная рекомбинация на тыльной стороне (//я - граница раздела) не оказывает заметного влияния на спектры эффективности собирания носителей.

Теория, описанная в предыдущем разделе, может быть использована не только для объяснения характерных особенностей солнечных элементов на основе a-Si, но и для оценки произведений подвижности на время жизни (^птп, МрТр) и параметров эффективной поверхностной рекомбинации (Sn, 5p) в реальных элементах. Вычисление этих физических параметров осуществляется на основе анализа спектров эффективности собирания носителей Tj(a, Va), как функции приложенного напряжения смещения Va. На практике лучше обрабатывать нормализованные спектры эффективности собирания 7j(a, Ka)/7j(a, 0), поскольку такая нормализация компенсирует спектральные зависимости оптической системы. Детальный анализ спектров т? (а, ^а)/т?(а, 0) показал, что со стороны низкого поглощения они главным образом определяются величинами M«rn + + грТр и Sn X Sp, а в области более высокого поглощения — отношением ИпТп/ИрТр и параметром эффективной поверхностной рекомбинации на лицевой стороне [11, 13]. Если получены экспериментальные зависимости *?(<*, Ka)/7?(a, 0) по крайней мере для двух приложенных напряжений в областях низкого и высокого поглощения, то могут быть подсчитаны значения ^птп, ^рТр, $п и 5р. Пример такой процедуры показан на 5.1.10 [12]. Для приведенных диаграмм свет падает нар-слой и предполагается, что диффузионный потенциал Vb составляет 0,9 В, а приложенное напряжение смещения Va для измерения нормализованной эффективности собирания носителей равны — 1,0 и 0,4 В. Подобные графики для случая падения света на n-слой можно легко получить только перестановкой индексов п и р на 5.1.10, б. Прежде всего, как можно видеть из 5.1.10, а, экспериментально полученные величины г)(а, Ka)/7j(a,0) в области более слабого поглощения (где a = 1,0 • 104 см'1) используют да определения ИпТп + ИрТр и Sn X5p. Затем, как указывается на< 5.1.10, а рассчитываются значения цптп + МрТр и Sn путем сравнения экспериментальных данных TJ(a, Ka)/7j(a, 0) в области более высокого

Одним из больших преимуществ при использовании a-Si1_xCx:H является то, что с увеличением содержания углерода ширина запрещенной зоны контролируемо изменяется от 1,76 до 2,2 зВ. Наличие в ТР-а-811_хСх: Н (получен тлеющим разрядом) хорошей фотопроводимости при большой оптической ширине запрещенной зоны указывает на то, что этот материал может стать очень полезным для окна в солнечных элементах с р-/-и-структурой и с инвертированной р-/-и-структу-рой. Как сообщалось [22], при использовании a-SiC: H р-типа в качестве слоя окна были разработаны солнечные элементы нар-1-и-гетеропере-ходе (a-SiC: H/a-Si: Н), имеющие к.п.д. = 8,04 %. На 5.1.21 показаны спектры солнечной фотовольтаической эффективности собирания

5.1.21. Сравнение эффективности собирания носителей в солнечных элементах с гетеропереходом на основе a-SiC и a-Si:

5.1.26. Влияние обработки тыльной поверхности на изменение нормализованной эффективности собирания фотоносителей [32]:

В работе [57] опубликованы результаты исследования стабильности солнечных элементов со структурой ОИО/n-i-p /Нерж. ст. Одна часть испытанных элементов была относительно стабильна к освещению; экстраполяция результатов предсказывает только 20 % снижения к.п.д. после 20 лет экспозиции под солнечными лучами. Другая часть элементов деградировала через несколько суток. Из сравнения зависимостей эффективности собирания от длины волны для нестабильных элементов до и после длительного воздействия сделан вывод, что изменения происходили в /-слое и были обусловлены захватом и рекомбинацией оптически генерируемых носителей. Саката и др. сообщили, что изменения фотоэлектрических характеристик солнечных элементов со структурой ОИО/n-i-p /Нерж. ст., к которым при световом воздействии было приложено отрицательное смещение (-1 В), были меньшими, чем в элементах, экспонирующихся при условиях холостого хода. Это также объясняется изложенным выше механизмом деградации.

На 5.4.3, а приведены ВАХ для солнечных элементов на основе a-Si: Н с p-i- «-переходом, содержащих /-слой с различными энергиями активации. Кривые спектральной чувствительности, т.е. зависимость эффективности собирания от длины волны, для этих солнечных элементов приведены на 5.4.3, б. Когда энергия активации /-слоя уменьшается, диффузионный потенциал снижается. Эффективность собирания в длинно-