Высокая эффективность преобразования энергии имеет место, если фо­тодиод обеспечивает ток, близкий к 1т. Это означает, что при изменении уровня облученности должно изменяться сопротивление оптимальной на­грузки.

Рассмотрим фотодиод, работающий при максимальной расчетной плотности светового потока. При оптимально подобранной нагрузке отдаваемая на нагрузку мощность максимальна, при этом напряжение на нагрузке должно равняться Vm в соответствии с уравнением (54). Необходимо отметить, что при больших токах характеристика фотодиода почти вертикальная и 1т~ /.

Тогда должно быть сопротивление нагрузки

Rl = (77)

^ т max

и мощность отдаваемая на нагрузку,

PLшах = ^ттяхР/ ~ А;тах^Ч ' (78)

Пусть теперь плотность светового потока Р-п] = XPin max, где X — коэффи­циент меньше единицы. При этом сопротивление нагрузки оставим неиз­менным и равным R{. Ток короткого замыкания строго пропорционален Pin и, следовательно,

Iv = Uumax' (79)

Мощность, вьшаваемая на нагрузку,

PL = 1Rl = XIvmaxPL, (80)

поскольку IL ~ / .

Другими словами, при постоянном сопротивлении нагрузки полезная элект­рическая мощность уменьшается пропорционально квадрату отношения интен­сивностей излучения. Так, при снижении плотности светового потока с макси­мального значения 1000 Вт/м2 до 100 Вт/м2 полезная мощность упадет и составит всего 1 % максимальной. Если бы мы со снижением облученности уменьшили сопротивление нагрузки также в 10 раз, полезная мощность снизилась бы толь­ко в 10 раз, а не в 100.

В связи с тем, что неподвижные фотоэлектрические приемники работают при существенно меняющихся в течение дня световых потоках, крайне важно ис­пользовать устройства, которые обеспечивали бы автоматическое регулирование характеристик нагрузки в соответствии с уровнем светового потока.