Ceea ce a făcut panouri solare din speciile lor, principiul de lucru

Din momentul în care în îndepărtat 1839 savantul francez Aleksandr Bekkerel dat accidental peste fenomen ciudat asociat cu impactul luminii asupra unor materiale, o mulțime sa întâmplat. Și dat pe vechea publicarea în revista fizicii, fizicianul german Genrih Gerts nu va efectua accidental experimente prin iradierea cu raze ultraviolete descărcătoare lumina de zinc rezonator.

Cercetarile sale au dus la descoperirea a ceea ce se numește acum „efect fotoelectric extern.“ Pe lângă Baston a luat savantul român Alexandru Stoletov că explorarea acestui fenomen, a făcut mai multe descoperiri importante si a condus prima lege a efectului fotoelectric. La începutul secolului XX, Albert Einstein, bazat pe ipoteza Max Planck a dat o explicație fundamentală a efectului fotoelectric.

De atunci, mulți oameni de știință au studiat efectul fotoelectric, în speranța de a găsi acest fenomen în practică. Și soluția a fost găsită. Inițial, italianul Giacomo Luigi Giacomo Luigi Ciamician creează un prototip, iar în 1954 compania americană Bell Laboratories a anunțat că experții săi au creat prima celula solara din lume care produce un curent electric atunci când este expus la lumina soarelui. Acesta a fost efectul fotoelectric în acțiune.

Deci, ce este, din care celulele solare sunt realizate, modul în care acestea funcționează.

De regulă, atunci când spun „celule solare“, se înțelege că este una sau mai multe celule solare, care, atunci când este iradiat cu lumina soarelui, se transforma in electricitate. Elementul principal al conversiei radiației solare în energie electrică - aceasta, desigur, un material care, atunci când sunt iluminate, convertește fluxul de lumină în electricitate. Acest material - semiconductor.

În ingineria electrică, sunt utilizate produse electronice, de obicei, două semiconductor - germaniu (Ge) și siliciu (Si). Fotovoltaice folosit mai ales siliciu ca cele mai frecvente și ieftină. Germania - un element rar, scump, de aceea este folosit în cazuri excepționale.

Structura celulei solare

Monocristalin și policristaline - două tipuri de siliciu utilizate pentru solare fotovoltaice. După cum rezultă deja din caracteristicile fotovoltaică monocristaline realizate din cristale de siliciu cultivate în mod artificial.

Aceste cristale au fost apoi tăiate printr-o tehnologie specială pentru plăci subțiri, care sunt realizate de ei înșiși fotovoltaică. Placa de tăiere verificată cu atenție pentru felierea precizie grosimea plăcii în sine, absența infirmității.

Acest control este necesar pentru asamblarea modulului solar, deoarece cea mai mică abatere a parametrilor de cel puțin un element atrage după sine pierderi considerabile de putere modul solar totală. Placi siliciu monocristalin colorate într-o culoare gri închis uniform - culoarea unei cristale de siliciu naturale.

SPC
Policristalin (stânga), monocristalin (dreapta)

În contrast, cristale unice, fotovoltaică policristaline sunt realizate prin turnare. Astfel de fotovoltaică mai simplu și accesibil. Dacă celulele solare ale unui octogoane siliciu monocristalin sunt sever dimensiune în vârstă (toleranță de ± câțiva micrometri), elementele policristaline - dreptunghiulare, de obicei, cu tentă albăstruie albastru. Pentru siliciu pentru a se obține proprietăți specifice a adăugat o anumită cantitate de arsenic (As) și bor (B).

Conversia luminii in energie electrica

Aceasta este aplicarea practică a efectului fotoelectric - energia luminii directe în energie electrică. De fapt, materialul de reacție în iradierea luminii depinde de structura cristalină a semiconductorului. Structural, fiecare celulă este compus din două straturi. Un strat al grilajului are un surplus de electroni și se numește domeniul de electroni.

Al doilea strat, respectiv îi lipsește electroni și se numește o zonă gaură (în spațiul electronicii în care electronii trebuie să fie, dar nu sunt numite găuri). Limita dintre aceste două straturi se numește electron-gaura p-n joncțiune. În funcție de tipul de proprietăți semiconductoare de tranziție pot fi diferite. Apoi, el a numit-o gaură-n electron-p joncțiune.

Principiul de funcționare al fotocelulei

Atunci când sunt expuse la lumină, aceste două straturi incep sa interactioneze, electronii dintr-un strat începe să înlocuiască gaura din celălalt strat. În acest caz, o forță electromotoare, de cotitură, de fapt, cele două straturi din electrozii convenționali baterie.

Acum, pentru a utiliza această energie electrică este doar de lipire la suprafața fiecărui strat conductor subțire și de sarcină conectată. Trebuie remarcat faptul că acest proces nu produce nici o reacție chimică în semiconductoare, și, în consecință, bateria solară scurs de la astfel de celule solare, pot fi foarte mult timp.

În multe țări, centre de cercetare efectuate de lucru, care este de a rezolva problema creșterii eficienței celulelor solare. Sunt încercat combinații de materiale diferite pentru a fi utilizate ca celule solare. Siliciul Elementele de tip film subțire adăugate în diferite proporții, galiu, arsen, cupru și cadmiu. Mai mult, acești aditivi pot fi sub formă pură sau în combinații de materiale, cum ar fi arseniura de galiu (GaAs).

În plus, eficiența de celule solare este foarte mult afectată în cazul în care nu se potrivesc, atunci similaritatea maximă a ambelor fizice (dimensiuni) și (caracteristicile curent-tensiune) electrice ale elementelor incluse într-un singur modul solar. În exploatarea panourilor solare poate fi o situație în care una sau mai multe celule solare pot fi estompate.

Astfel, ele sunt într-o anumită perioadă de timp, sunt excluse din configurația unității de operare. Dar fiind conectat la lanțul, acestea pot fi încălzite și, în consecință, nu reușesc. disiparea căldurii din celulele solare, sunt în mod constant bombardate de soare, este, de asemenea, o problemă destul de gravă, soluția din care mulți oameni de știință locul de muncă.

Varietatea de panouri solare

Sunt câteva dintre cele mai comune tipuri de celule solare. Primul este, desigur, panouri solare, asamblate pe baza de celule solare de siliciu. Cea mai mare eficiență în module realizate pe baza de siliciu monocristalin.

Eficiența acestor module în conformitate cu cele mai recente date, în unele cazuri, poate ajunge la 23%. În medie, valoarea de eficiență atins egală cu 18%. Panou Mai ieftin asamblat pe polisiliciuul bază.

Eficiența unor astfel de celule solare și sub mediana nu depășește 16%. Cu toate acestea, datorită faptului că celulele policristaline au o formă dreptunghiulară, ei mai bine umple carcasa modulului. Prin urmare, valorile capacității generate de module pe baza de siliciu monocristalin și policristaline va diferi una de alta printr-o cantitate foarte mică.

Cele mai ieftine Bateriile de heliu sunt bazate pe siliciu amorf. Aceste module au cea mai scăzută eficiență - aproximativ 8%, dar costul energiei electrice produse de aceste dispozitive sunt, de asemenea, cele mai mici.

Modul bazat pe siliciu amorf

Trebuie remarcat, de asemenea panou heliu bazat pe telurură de cadmiu (CdTe), format prin tehnologia cu film subțire. Grosimea filmului de câteva sute de micrometri acestui semiconductor este aplicată pe panou. Producerea acestor panouri este mai puțin dăunătoare în comparație cu producția de alte tipuri de panouri. Eficacitatea acestor baterii este de 12%.

Modulul bazate pe cadmiu-telur

recent obținute module de distribuție cu heliu pe bază de compus semiconductor, care cuprinde indiu, galiu, cupru și seleniu (CIGS). Aceste module, precum și module de cadmiu telur, fabricate în tehnologia cu film subțire. Eficiența lor este de 15%.

Modulul bazat pe CIGS

Desigur, consumatorul nu știe neapărat cum să construiască și funcționează puterea solară de casă. La urma urmei, nimeni nu este interesat de ceea ce este în interior, să zicem, un televizor. doar ne uităm transmisia. Cu toate acestea, achiziționarea unui televizor, știm deja caracteristicile sale, știm o companie care produce aceasta, a auzit comentarii cu privire la aceasta.

Dar, pentru a alege un echipament de putere pentru acasă, trebuie să aibă cel puțin o idee a ceea ce aveți de gând pentru a obține și cum va funcționa. Și nu există nici o îndoială că cunoștințele de bază despre structura diferitelor elemente vor ajuta să faceți alegerea potrivită.