Интернет-система проведения функционально-физического анализа технических систем

   |  [Регистрация]
  [Полупроводниковый фотоэлемент]  |  [чтение]  |  [2016-05-27 17:12:35]

Отчет по выбранной ТС

Полупроводниковый фотоэлемент

(Фотоэлемент)

Содержание:

  1. Общее описание
    1. Название, краткое описание, метод
    2. Принципиальная схема
    3. Спецификация
    4. Описание принципа действия
    5. Анимация
  2. Функции
    1. Главная функция
    2. Основные функции
    3. Вспомогательные функции
    4. Вредные функции
    5. Нейтральные функции
  3. Основные характеристики
    1. Внешние характеристики
    2. Внутренние характеристики
    3. Экономические характеристики
    4. Эргономические характеристики
    5. Экологические характеристики
    6. Таблица связей между характеристиками
    7. Формулировка связей между характеристиками
  4. Критерии прогрессивного развития (КПР)
    1. Список КПР
  5. Противоречия
    1. Таблица выявления технических противоречий
    2. Формулировка технических противоречий
    3. Таблица выявления физических противоречий
    4. Формулировка физических противоречий
  6. Физические эффекты
    1. Список физических эффектов
    2. Таблица связей между функциями и ФЭ
  7. Следствия из закона стадийного развития
    1. Таблица стадий развития функций ТС
    2. Описание стадии главной функции
    3. Описание стадий основных функций
    4. Описание стадий вспомогательных функций
  8. Соответствия между функциями и структурой ТС
    1. Таблица связей между функциями и элементами ТС
  9. Частные закономерности развития
    1. Таблица частных закономерностей развития ТС
  10. Следствия из закона прогрессивного развития
    1. Параметрический уровень
    2. Конструкторско-технологический уровень
    3. Уровень принципов действия
    4. Уровень функциональной структуры
    5. Уровень потребительских свойств
    6. Уровень функций
  11. Предшественники
    1. Предшественник 1
    2. Предшественник 2
    3. Предшественник 3
  12. Ресурсы
    1. Вещественные ресурсы
    2. Полевые ресурсы
    3. Энергетические ресурсы
    4. Информационные ресурсы
    5. Пространственные ресурсы
    6. Временные ресурсы
    7. Функциональные ресурсы
    8. Системные ресурсы
  13. Аналоги
    1. Функциональные аналогии
    2. Структурные аналогии
    3. Субстратные аналогии
    4. Аналогии внешней формы
    5. Аналогии отношений [между элементами ТС]
  14. Заключение


Общее описание


Название, краткое описание, метод


Полупроводниковый фотоэлемент


Фотоэлемент

Производство электрической энергии

  • бытовое использование
  • Энергетика

  • Солнечная батарея


    преобразование энергии фотонов в электрическую энергию

    фотоэлектронной эмиссии


    [назад]


    Принципиальная схема

    демонстрационная схема


    загрузить...


  • ЭС1 - ЭС1 - отрицательный электрод
  • ЭС2 - ЭС2 - антибликовое покрытие
  • ЭС3 - ЭС3 - полупроводник n-типа
  • ЭС4 - ЭС4 - граничный слой
  • ЭС5 - ЭС5 - полупроводник p-типа
  • ЭС6 - ЭС6 - положительный электрод
  • ЭС7 - ЭС7 - провод
  • ЭС8 - ЭС8 - свет
  • ЭС9 - ЭС9 - соединительный электрод
  • ЭС10 - ЭС10 - нагрузка

  • Свет [8], проходя через антибликовое покрытие [2], попадает на полупроводник n-типа[3] и вызывает эмиссию электронов, которые через граничный слой [4] перемещаются в p-область[5]. Нижний электрод[6], на котором скапливаются положительные заряды, и верхние электроды[1], соединенные электродом [9], на которых скапливаются отрицательные заряды, соединены с нагрузкой [10] с помощью проводов [7]. В замкнутой цепи возникает разность потенциалов – постоянное напряжение U.

    [назад]


    Анимация

    не загружена

    [назад]



    Функции


    Главная функция

    Генерация электрического тока в полупроводниковом элементе при наличии света

    [назад]


    Основные функции

    Принимать свет поверхностю фотоэлемента при наличии света [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9, ЭС10]

    Преобразовывать энергию света в энергию заряженных частиц в полупроводниковом элементе [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9, ЭС10]

    Накапливать заряженные частицы на электродах [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9, ЭС10]

    Доставлять электрический заряд к нагрузке по проводам [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9, ЭС10]

    [назад]


    Вспомогательные функции

    не выявлены

    [назад]


    Вредные функции

    отражать световой луч. поверхностю фотоэлемента из-за наличия отражающих частиц [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9, ЭС10]

    Накопление загрязнений на поверхности фотоэлемента из-за наличия неровностей [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9, ЭС10]

    [назад]


    Нейтральные функции

    образование электромагнитных полей вокруг проводов из-за движения заряженных частиц [ЭС1, ЭС2, ЭС3, ЭС4, ЭС5, ЭС6, ЭС7, ЭС8, ЭС9, ЭС10]

    [назад]



    Основные характеристики


    Внешние характеристики

    КПД [9 - 46]

  • ГФ
  • Количество энергии, полученной с единицы площади [140 - 220]

  • ГФ
  • Отклонение падающего луча от нормали [0 - 90]

  • ГФ
  • ОФ1
  • [назад]


    Внутренние характеристики

    Потери, связанные с ростом температуры системы [4 - 8]

  • ГФ
  • Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента [1 - 7]

  • ОФ1
  • Потери в проводах [1 - 2]

  • ОФ4
  • Минимальная рабочая температура (ниже 0) [40 - 40]

  • ГФ
  • максимальная рабочая температура [90 - 90]

  • ГФ
  • срок службы [10 - 25]

  • ГФ
  • Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике [низкое]

  • ГФ
  • ОФ2
  • [назад]


    Экономические характеристики

    стоимость изготовления [30 - 90]

  • ГФ
  • Стоимость эксплуатации системы [8 - 25]

  • ГФ
  • [назад]


    Эргономические характеристики

    масса [11 - 14]

    [назад]


    Экологические характеристики

    не выявлены

    [назад]


    Таблица связей между характеристиками

    "x" - нет зависимости
    "+" - прямая зависимость
    "-" - обратная зависимость
    "?" - зависимость не выявлена

    ПараметрыКПДКоличество энергии, полученной с единицы площадиОтклонение падающего луча от нормалиПотери, связанные с ростом температуры системыПотери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элементаПотери в проводахМинимальная рабочая температура (ниже 0)максимальная рабочая температурасрок службыСопротивление движению заряженных частиц в полупроводникестоимость изготовленияСтоимость эксплуатации системымасса
    КПДXxxxxxxxxx+-x
    Количество энергии, полученной с единицы площади+Xxxxxxxxxx-x
    Отклонение падающего луча от нормалиxxXx+xxxxxxxx
    Потери, связанные с ростом температуры системыxxxXxxxxxxx+x
    Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элементаxxxxXxxxxxx+x
    Потери в проводах-xxxxXxxxx-+x
    Минимальная рабочая температура (ниже 0)xxxxxxXxx+-+x
    максимальная рабочая температураxxx-xxxXx-+-x
    срок службыxxxxxxxxXx+xx
    Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике-xxxxxxxxXx+x
    стоимость изготовленияxxxxxxxxxxXxx
    Стоимость эксплуатации системыxxxxxxxxxxxXx
    массаxxxxxxxxxxxxX
    КПДКоличество энергии, полученной с единицы площадиОтклонение падающего луча от нормалиПотери, связанные с ростом температуры системыПотери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элементаПотери в проводахМинимальная рабочая температура (ниже 0)максимальная рабочая температурасрок службыСопротивление движению заряженных частиц в полупроводникестоимость изготовленияСтоимость эксплуатации системымасса


  • при увеличении параметра КПД параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра КПД параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра КПД параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра КПД параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра КПД параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра КПД параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра КПД параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра КПД параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра КПД параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра КПД параметр стоимость изготовления увеличивается
  • при увеличении параметра КПД параметр Стоимость эксплуатации системы уменьшается
  • при увеличении параметра КПД параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр КПД увеличивается
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр стоимость изготовления не изменяется
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр Стоимость эксплуатации системы уменьшается
  • при увеличении параметра Количество энергии, полученной с единицы площади параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр КПД не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента увеличивается
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр стоимость изготовления не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр Стоимость эксплуатации системы не изменяется
  • при увеличении параметра Отклонение падающего луча от нормали параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр КПД не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр стоимость изготовления не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр Стоимость эксплуатации системы увеличивается
  • при увеличении параметра Потери, связанные с ростом температуры системы параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр КПД не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр стоимость изготовления не изменяется
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр Стоимость эксплуатации системы увеличивается
  • при увеличении параметра Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр КПД уменьшается
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр стоимость изготовления уменьшается
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр Стоимость эксплуатации системы увеличивается
  • при увеличении параметра Потери в проводах параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр КПД не изменяется
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике увеличивается
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр стоимость изготовления уменьшается
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр Стоимость эксплуатации системы увеличивается
  • при увеличении параметра Минимальная рабочая температура (ниже 0) параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр КПД не изменяется
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр Потери, связанные с ростом температуры системы уменьшается
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике уменьшается
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр стоимость изготовления увеличивается
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр Стоимость эксплуатации системы уменьшается
  • при увеличении параметра максимальная рабочая температура параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр КПД не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр стоимость изготовления увеличивается
  • при увеличении параметра срок службы параметр Стоимость эксплуатации системы не изменяется
  • при увеличении параметра срок службы параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр КПД уменьшается
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр стоимость изготовления не изменяется
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр Стоимость эксплуатации системы увеличивается
  • при увеличении параметра Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр КПД не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр Стоимость эксплуатации системы не изменяется
  • при увеличении параметра стоимость изготовления параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр КПД не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр стоимость изготовления не изменяется
  • при увеличении параметра Стоимость эксплуатации системы параметр масса не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр КПД не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр Количество энергии, полученной с единицы площади не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр Отклонение падающего луча от нормали не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр Потери, связанные с ростом температуры системы не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр Потери в проводах не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр максимальная рабочая температура не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр срок службы не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр стоимость изготовления не изменяется
  • при увеличении параметра масса параметр Стоимость эксплуатации системы не изменяется
  • [назад]



    Критерии прогрессивного развития (КПР)



    параметр КПД необходимо увеличить

    параметр Количество энергии, полученной с единицы площади необходимо увеличить

    параметр Отклонение падающего луча от нормали необходимо уменьшить

    параметр Потери, связанные с ростом температуры системы необходимо уменьшить

    параметр Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента необходимо уменьшить

    параметр Потери в проводах необходимо уменьшить

    параметр Минимальная рабочая температура (ниже 0) необходимо уменьшить

    параметр максимальная рабочая температура необходимо увеличить

    параметр срок службы необходимо увеличить

    параметр Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике необходимо уменьшить

    параметр стоимость изготовления необходимо уменьшить

    параметр Стоимость эксплуатации системы необходимо уменьшить

    параметр масса необходимо уменьшить

    [назад]



    Противоречия


    Таблица выявления технических противоречий

    КПР"КПД увеличить"Количество энергии, полученной с единицы площади увеличить"Потери, связанные с ростом температуры системы уменьшить"Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента уменьшить"Потери в проводах уменьшить"Минимальная рабочая температура (ниже 0) уменьшить"стоимость изготовления уменьшить"Отклонение падающего луча от нормали уменьшить"максимальная рабочая температура увеличить"срок службы увеличить"Стоимость эксплуатации системы уменьшить"масса уменьшить"Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике уменьшить
    "КПД" увеличитьX     ТП      
    "Количество энергии, полученной с единицы площади" увеличить X           
    "Потери, связанные с ростом температуры системы" уменьшить  X          
    "Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента" уменьшить   X         
    "Потери в проводах" уменьшить    X ТП      
    "Минимальная рабочая температура (ниже 0)" уменьшить     XТП      
    "стоимость изготовления" уменьшить      X      
    "Отклонение падающего луча от нормали" уменьшить       X     
    "максимальная рабочая температура" увеличить      ТП X    
    "срок службы" увеличить      ТП  X   
    "Стоимость эксплуатации системы" уменьшить          X  
    "масса" уменьшить           X 
    "Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике" уменьшить            X
    "КПД" увеличить"Количество энергии, полученной с единицы площади" увеличить"Потери, связанные с ростом температуры системы" уменьшить"Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента" уменьшить"Потери в проводах" уменьшить"Минимальная рабочая температура (ниже 0)" уменьшить"стоимость изготовления" уменьшить"Отклонение падающего луча от нормали" уменьшить"максимальная рабочая температура" увеличить"срок службы" увеличить"Стоимость эксплуатации системы" уменьшить"масса" уменьшить"Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике" уменьшить

    [назад]


    Формулировка технических противоречий


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "КПД" происходит увеличение параметра "стоимость изготовления"


    при выполнении функций ГФ и ОФ4 при уменьшении параметра "Потери в проводах" происходит увеличение параметра "стоимость изготовления"


    при выполнении функций ГФ при уменьшении параметра "Минимальная рабочая температура (ниже 0)" происходит увеличение параметра "стоимость изготовления"


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "максимальная рабочая температура" происходит увеличение параметра "стоимость изготовления"


    при выполнении функций ГФ при увеличении параметра "срок службы" происходит увеличение параметра "стоимость изготовления"

    [назад]


    Таблица выявления физических противоречий

    КПР"КПД увеличить"Количество энергии, полученной с единицы площади увеличить"Потери, связанные с ростом температуры системы уменьшить"Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента уменьшить"Потери в проводах уменьшить"Минимальная рабочая температура (ниже 0) уменьшить"стоимость изготовления уменьшить"Отклонение падающего луча от нормали уменьшить"максимальная рабочая температура увеличить"срок службы увеличить"Стоимость эксплуатации системы уменьшить"масса уменьшить"Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике уменьшить
    "КПД" увеличитьX(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)ФП
    (+ -> -)
    (x -> x)(x -> x)(x -> x)ФП
    (- -> +)
    (x -> x)(x -> x)
    "Количество энергии, полученной с единицы площади" увеличить(+ -> +)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(- -> +)(x -> x)(x -> x)
    "Потери, связанные с ростом температуры системы" уменьшить(x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)(x -> x)(x -> x)
    "Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)(x -> x)(x -> x)
    "Потери в проводах" уменьшитьФП
    (- -> -)
    (x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)ФП
    (- -> +)
    (x -> x)(x -> x)(x -> x)ФП
    (+ -> -)
    (x -> x)(x -> x)
    "Минимальная рабочая температура (ниже 0)" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)XФП
    (- -> +)
    (x -> x)(x -> x)(x -> x)ФП
    (+ -> -)
    (x -> x)ФП
    (+ -> -)
    "стоимость изготовления" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)
    "Отклонение падающего луча от нормали" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)(x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)
    "максимальная рабочая температура" увеличить(x -> x)(x -> x)ФП
    (- -> +)
    (x -> x)(x -> x)(x -> x)ФП
    (+ -> -)
    (x -> x)X(x -> x)ФП
    (- -> +)
    (x -> x)ФП
    (- -> +)
    "срок службы" увеличить(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)ФП
    (+ -> -)
    (x -> x)(x -> x)XФП
    (x -> x)
    (x -> x)(x -> x)
    "Стоимость эксплуатации системы" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)(x -> x)
    "масса" уменьшить(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)X(x -> x)
    "Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике" уменьшить(- -> -)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(x -> x)(+ -> -)(x -> x)X
    "КПД" увеличить"Количество энергии, полученной с единицы площади" увеличить"Потери, связанные с ростом температуры системы" уменьшить"Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента" уменьшить"Потери в проводах" уменьшить"Минимальная рабочая температура (ниже 0)" уменьшить"стоимость изготовления" уменьшить"Отклонение падающего луча от нормали" уменьшить"максимальная рабочая температура" увеличить"срок службы" увеличить"Стоимость эксплуатации системы" уменьшить"масса" уменьшить"Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике" уменьшить

    [назад]


    Формулировка физических противоречий


    Для уменьшения параметра "Стоимость эксплуатации системы" , параметр "КПД" должен быть больше , a для уменьшения параметра "стоимость изготовления" , параметр "КПД" должен быть меньше (ГФ )


    Для увеличения параметра "КПД" и уменьшения параметра "Стоимость эксплуатации системы" , параметр "Потери в проводах" должен быть меньше , a для уменьшения параметра "стоимость изготовления" , параметр "Потери в проводах" должен быть больше (ГФ и ОФ4 )


    Для уменьшения параметра "Стоимость эксплуатации системы" и уменьшения параметра "Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике" , параметр "Минимальная рабочая температура (ниже 0)" должен быть меньше , a для уменьшения параметра "стоимость изготовления" , параметр "Минимальная рабочая температура (ниже 0)" должен быть больше (ГФ и ОФ2 )


    Для уменьшения параметра "Потери, связанные с ростом температуры системы" и уменьшения параметра "Стоимость эксплуатации системы" и уменьшения параметра "Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике" , параметр "максимальная рабочая температура" должен быть больше , a для уменьшения параметра "стоимость изготовления" , параметр "максимальная рабочая температура" должен быть меньше (ГФ и ОФ2 )


    Для уменьшения параметра "Стоимость эксплуатации системы" , параметр "срок службы" должен быть больше , a для уменьшения параметра "стоимость изготовления" , параметр "срок службы" должен быть меньше (ГФ )

    [назад]



    Физические эффекты


    Список физических эффектов

    Закон Ома

    трение

    закон отражения и преломления

    возбуждение электромагнитного поля при прохождении тока через проводник

    фотоэффект

    Закон Кулона

    [назад]


    Таблица связей между функциями и ФЭ

    Условные обозначения:

  • V - данный ФЭ имеет место при реализации данной функции
  • X - за счет данного ФЭ реализуется эта функция
  • N - данный ФЭ не участвует при реализации данной функции
  • Функции / ФЭЗакон ОмаЗакон Кулонафотоэффектзакон отражения и преломлениявозбуждение электромагнитного поля при прохождении тока через проводниктрение
    ОФ1: Принимать свет поверхностю фотоэлемента при наличии светаNNNVNN
    ОФ2: Преобразовывать энергию света в энергию заряженных частиц в полупроводниковом элементе NNXNNN
    ОФ3: Накапливать заряженные частицы на электродах NXNNNN
    ОФ4: Доставлять электрический заряд к нагрузке по проводам XNNNNN
    ВрФ1: отражать световой луч. поверхностю фотоэлемента из-за наличия отражающих частицNNNXNN
    ВрФ2: Накопление загрязнений на поверхности фотоэлемента из-за наличия неровностейNNNNNX
    НФ1: образование электромагнитных полей вокруг проводов из-за движения заряженных частицNNNNXN

    [назад]



    Следствия из закона стадийного развития


    Таблица стадий развития функций ТС

    Функции / Стадиитехнологическаяэнергетическаяуправленияпланирования
    ГФ: Генерация электрического тока в полупроводниковом элементе при наличии света    
    ОФ1: Принимать свет поверхностю фотоэлемента при наличии света    
    ОФ2: Преобразовывать энергию света в энергию заряженных частиц в полупроводниковом элементе     
    ОФ3: Накапливать заряженные частицы на электродах     
    ОФ4: Доставлять электрический заряд к нагрузке по проводам     

    [назад]


    Описание стадии главной функции

    Генерация электрического тока в полупроводниковом элементе при наличии света

    энергетическая


    Генерировать электрическую энергию при отсутствии света

    [назад]


    Описание стадий основных функций

    Принимать свет поверхностю фотоэлемента при наличии света
    энергетическая

    Автоматически сохранять оптимальный угол падения света на фотоэлемент

    Преобразовывать энергию света в энергию заряженных частиц в полупроводниковом элементе
    управления

    Преобразовывать энергию света в энергию заряженных частиц при любом количестве падающего света

    Накапливать заряженные частицы на электродах
    энергетическая

    Управлять циклами заряда-разряда электродов, накапливать больше заряда на электродах

    Доставлять электрический заряд к нагрузке по проводам
    энергетическая

    Проводить электрический заряд к нагрузке только при необходимости

    [назад]


    Описание стадий вспомогательных функций

    [назад]



    Соответствия между функциями и структурой ТС


    Таблица связей между функциями и элементами ТС

    Условные обозначения:

  • Х - данный ЭС принимает непосредственное участие при реализации данной функции
  • О - данный ЭС является объектом воздействия функции
  • N - данный ЭС не связан с данной функцией
  • Функции / ФЭЭС1 - отрицательный электродЭС2 - антибликовое покрытиеЭС3 - полупроводник n-типаЭС4 - граничный слойЭС5 - полупроводник p-типаЭС6 - положительный электродЭС7 - проводЭС8 - светЭС9 - соединительный электродЭС10 - нагрузка
    ОФ1: Принимать свет поверхностю фотоэлемента при наличии светаNXNNNNNXNN
    ОФ2: Преобразовывать энергию света в энергию заряженных частиц в полупроводниковом элементе NNXXXNNXNN
    ОФ3: Накапливать заряженные частицы на электродах XNNNNXNNNN
    ОФ4: Доставлять электрический заряд к нагрузке по проводам XNNNNXXNXO
    ВрФ1: отражать световой луч. поверхностю фотоэлемента из-за наличия отражающих частицNXNNNNNXNN
    ВрФ2: Накопление загрязнений на поверхности фотоэлемента из-за наличия неровностейNXNNNNNNNN
    НФ1: образование электромагнитных полей вокруг проводов из-за движения заряженных частицNNNNNNXNNN

    [назад]



    Частные закономерности развития


    Таблица частных закономерностей развития ТС

    КПР / УровеньПараметрический уровеньКонструкторско-технологический уровеньУровень принципов действияУровень функциональной структурыУровень потребительских свойствУровень функций
    "КПД" увеличить   Применение оптических фильтров, пропускающих свет только определенной длины волны  
    "Количество энергии, полученной с единицы площади" увеличить Изменить конструкцию принимающих фотопластин с плоской на пирамидообразнуюПреобразовывать тепловую энергию в электрическуюУстановить устройство, фокусирующее солнечный свет.
    Применение нанофотонных кристаллов.
      
    "Потери, связанные с ростом температуры системы" уменьшить Использовать материалы с небольшой теплоемкостью Установить систему охлаждения/отвода тепла  
    "Потери, связанные с затенением или загрязнением поверхности элемента" уменьшить Предусматривать в конструкции каналы для отвода стекающей воды и грязи Установить устройстве, очищающее поверхность от загрязнений.
    Наносить на пластины гидрофобное покрытие.
      
    "Потери в проводах" уменьшитьУменьшить количество и длину проводовИспользовать провода с малым сопротивлением.Передавать электрическую энергию без проводов   
    "Минимальная рабочая температура (ниже 0)" уменьшить Использовать материалы, имеющие низкую рабочую температуру Установить защитный корпус, препятствующий отводу тепла в окружающую среду  
    "стоимость изготовления" уменьшитьУменьшить количество и длину проводов     
    "Отклонение падающего луча от нормали" уменьшить  Преобразовывать тепловую энергию в электрическуюУстановить устройство, поворачивающее панель  
    "максимальная рабочая температура" увеличить Использование материалов, имеющих высокую рабочую температуру Установить систему охлаждения  
    "срок службы" увеличить Использовать коррозионностойкие материалы Нанесение защитных покрытий  
    "Стоимость эксплуатации системы" уменьшить  Преобразовывать, кроме световой, тепловую энергию в электрическую   
    "масса" уменьшить Использование более легких материалов в конструкции    
    "Сопротивление движению заряженных частиц в полупроводнике" уменьшить Увеличить температуру работы полупроводника.
    Использование полупроводников с высокой проводимостью.
        

    [назад]



    Следствия из закона прогрессивного развития


    Уменьшить количество и длину проводов, исключить дублирование выполняемых функций различными элементами системы.


    Изменить конструкцию принимающих фотопластин, например, на пирамидообразную. Использование легких материалов в конструкции, а также материалов имеющих большой диапазон рабочих температур (либо для конкретных условий эксплуатации материалов с различными диапазонами рабочих температур). Использование проводников и полупроводников, обладающих высокой проводимостью (малым сопротивлением). Предусматривать в конструкции каналы для отвода стекающей воды и грязи.


    Преобразовывать не только световую, но и тепловую энергию в электрическую. Передавать полученную электрическую энергию беспроводными способами.


    Использовать оптические фильтры, пропускающих свет только определенной длины волны. Нанесение на поверхности, подверженных коррозионному воздействию среды, защитных покрытий. Установить систему охлаждения/отвода тепла при работе при высокой окружающей температуре, либо установить защитный корпус, препятствующий отводу тепла в окружающую среду при работе в условиях низких температур. Применение нанофотонных кристаллов, а также линз и зеркал, фокусирующих свет на пластине. Покрывать пластины гидрофобным покрытием.


    нет


    нет

    [назад]



    Предшественники


    Предшественник 1


    Гидроэлектростанция


    Кинетическая энергия потока воды преобразуется в электрическую энергию


    Отсутствие необходимости в источнике движущейся воды


    по причине отсутствия рабочего колеса

    8.28. Перейти на другие физические принципы действия с более доступными, дешевыми источниками энергии или более высокими КПД.

    [назад]


    Предшественник 2


    Ветряная мельница


    Поступательное движение ветра преобразуется во вращательное движение крыльев мельницы


    Отсутствие зависимости от наличия ветра


    с помощью использования в качестве источника движущей силы потока воды

    8.2. Заменить источник энергии, тип привода, материалы, цвет и т.д.



    Отсутствие зависимости от наличия ветра


    по причине отсутствия рабочего колеса

    8.28. Перейти на другие физические принципы действия с более доступными, дешевыми источниками энергии или более высокими КПД.

    [назад]


    Предшественник 3


    не указан


    нет


    не описана


    не указано

    не выбран



    не описана


    не указано

    не выбран



    не описана


    не указано

    не выбран

    [назад]



    Ресурсы


    Вещественные ресурсы

    Кремний
    готовый

    Переработка отработанных фотоэлементов с целью производства стекла, силикатной керамики и пр.

    металл или сплавы металлов
    готовый

    Переплавка с целью изготовления других изделий

    [назад]


    Полевые ресурсы

    Электромагнитные поля
    готовый

    Выявление наличия тока, проходящего по проводнику

    [назад]


    Энергетические ресурсы

    Тепловая энергия
    готовый

    Преобразование в электрическую энергию

    [назад]


    Информационные ресурсы

    не выявлены

    [назад]


    Пространственные ресурсы

    внутреннее пространство
    готовый

    Сохранение/отвод тепла от рабочих элементов

    [назад]


    Временные ресурсы

    Темное время суток
    готовый

    Преобразование накопленной тепловой энергии в электрическую во время отсутствия света

    [назад]


    Функциональные ресурсы

    Загрязнения
    готовый

    Использовать накопленные загрязнения для питания микроорганизмов

    Заряд
    готовый

    Накопление заряда в аккумуляторной батарее

    [назад]


    Системные ресурсы

    не выявлены

    [назад]



    Аналоги


    Функциональные аналогии


    Гидроэлектростанция
    в технике


    Ветряная электростанция
    в технике

    [назад]


    Структурные аналогии


    Термоэлектрический преобразователь (термопара)
    в природе

    [назад]


    Субстратные аналогии


    Датчик освещенности
    в технике

    [назад]


    Аналогии внешней формы


    Доска
    в технике

    [назад]


    Аналогии отношений [между элементами ТС]


    Сетевое зарядное устройство
    в технике

    [назад]



    Заключение


    Рассмотренная ТС используется производства электрической энергии. На основании выявленных противоречий можно определить какие параметры находятся в прямой или обратной зависимости. На основании физических эффектов определить какие эффекты используются, а какие следует раелизовать в данной ТС. Анализируя предшественников можно спрогнозировать дальнейшее развитие ТС. Находя аналоги можно придумать что то новое, не использующееся до этого. Таким образом, используя данный функционально-физический анализ возможно дальнейшее совершенствование и увеличение эффективности ТС.


    Андреев В. М., Грилихес В. А., Румянце В. Д. Фотоэлектрическое преобразование концентрированного солнечного излучения. - Л.Наука, 1989. - 310 с.
    Берковский А. Г. Вакуумные фотоэлектронные приборы. - 4 изд. -М., 1988.


    Селетков Максим
    РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина, факультет ИМ, группа МТМ-15-01
    e-mail: max.mc2012@yandex.ru

    [назад]