Fotoelektra

Viskas, ką turėtumėte žinoti apie fotovolkeiką Fotovoltika arba fotovoltinė neseniai buvo viena iš dinamiškiausių besivystančių pramonės šakų, kurių produktai tampa bendra mūsų gyvenimo dalimi. Fotovoltinė yra nebėra tik "kosminė tehnologija", bet lėtai tampa bendra mūsų gyvenimo dalimi. Todėl nežinau apie ją šiek tiek daugiau. Apibrėžimas. Fotovoltika yra techninis skyrius, kuriame nagrinėjamas tiesioginis elektros energijos transformacijos procesas. Pavadinimas buvo sukurtas kartu su dviem žodžiais - nuotrauka (šviesa) ir volt (elektros įtampos vienetas). Konversijos procesas vyksta fotovoltiniame straipsnyje. Kaip veikia fotovoltinė straipsnis? Fotovolttinis (saulės) straipsnis yra elektroninis komponentas, kuris generuoja elektros energiją, kai susiduria su fotoninėmis dalelėmis. Šis konversija vadinama fotovoltiniu efektu, kuris pasirodė 1839 m. Prancūzijos fiziko Edmondui Becquerel. Iki 1960-ųjų, fotovoltiniai straipsniai nustatė pirmą praktinį taikymą palydovinės technologijos. Fotovoltinė straipsnis yra pagamintas iš puslaidininkių medžiagų, kurios sugeria saulės spinduliuotą fotonus ir generuoja elektronų srautą. Fotos yra elementinės dalelės, kurios saulės spinduliai yra 300 000 km per sekundę greičiu. Kai fotonai susiduria su puslaidininkių medžiaga, pvz., Siliciu, atlaisvinkite elektronus nuo atomų ir palikite tuščią vietą. Stray elektronai yra atsitiktinai juda ir ieško kitos "skylės", kurią jie užpildytų. Tačiau elektronai turi tekėti ta pačia kryptimi. Tai pasiekiama naudojant dvi silicio rūšis. Saulės sluoksnis, veikiamas saulei, yra pažymėtos fosforo atomais, kurie turi vieną elektroną daugiau nei silicis. Kita pusė yra subsidijuojamos boro atomai, turintys vieną elektroną mažiau. Gautas sumuštinis yra panašus į akumuliatorių. Sluoksnis, turintis perteklinį elektronų, tampa neigiamu terminalu (N) ir sluoksnis, turintis elektronų trūkumą yra teigiamas terminalas (P). Elektrinis laukas sukuriamas tarp šių dviejų sluoksnių. Kai elektronai susijaudina su fotonais, jie yra išgelbėti elektriniu lauku į N, o skylės perkeliamos į šoną p. Elektronai ir skylės nukreiptos į elektrinius kontaktus į abi puses, prieš srovę išorinėje grandinėje elektros energijos pavidalu. Tai sukuria vienpusį srovę. Ląstelės viršuje, anti-atspindinčioji danga pridedama, siekiant sumažinti fotonų praradimą dėl paviršių atspindys. Kas yra fotovoltinių gaminių veiksmingumas? Efektyvumas yra ląstelės pagamintos elektros energijos santykis su daugeliu saulės spindulių. Norint įvertinti veiksmingumą, ląstelės yra sujungtos į modulius, kurie yra surinkti į laukus. Po to gautos plokštės yra ant saulės simuliatoriaus, kuris imituoja idealias saulėtas sąlygas: 1000 W šviesos vienam metrų kubinei aplinkos temperatūroje 25 ° C temperatūroje. Elektra, pagaminta pagal sistemą arba piko našumą, yra gaunamos saulės energijos procentas. Jei vienas m2 yra sukurtas 200 W elektra, 20% yra veiksminga. Maksimalus teorinis FV straipsnio veiksmingumas yra apie 33%. Realaus gyvenimo kiekio, pagamintos pagal straipsnį, žinomas kaip jo veiklos, priklauso nuo jos efektyvumo, vidutinės metinės saulės, esančios kaimynystėje ir įtaiso tipo. Pagrindiniai fotovoltinių gaminių tipai Yra 3 pagrindiniai fotovoltinių ląstelių tipai: kristalinės silicio ląstelių, plonųjų sluoksnių ląstelių ir organinių ląstelių. Jų konversijos efektyvumas nuolat tobulinamas. Kristalinės silicio ląstelės Silicis išgaunamas iš silicio dioksido. Silicio straipsniai sudaro daugiau kaip 95% saulės elementų rinkos. Komercinėse programose jų veiksmingumas yra nuo 16,5% iki 22%, priklausomai nuo naudojamos technologijos. Silicis yra pakeistas į didelę monokristalinę struktūrą išlydymo ekstrahavimo metodu ir monokristaline vadinama monokristaline. Ji turi laboratorinio efektyvumo iki 26,6%. Silicio gaminių kaina pastaraisiais metais nukrito konkuruoti su kitais elektros energijos šaltiniais. Tencino sluoksnių ląstelės Vietoj pjovimo silicio trombocitų, kurių dydis yra apie 200 mikronų 3, puslaidininkių medžiaga plonuose sluoksniuose sutirštintos tik keli mikronai ant substrato, pavyzdžiui, stiklo ar plastiko. Dažniausiai naudojamos medžiagos yra katastrofos ir selenido varis ir Indija Gália (CIGS), kurių laboratorinis efektyvumas yra arti silicio, 22,1%, atitinkamai 23,3%. Amorfinis (ne kristalinis silicis taip pat gali būti naudojamas plonų sluoksnių gaminių gamybai. Ši technologija jau seniai naudojama mažuose skaičiuotuvuose, tačiau yra mažiau veiksmingas nei silicis. Organinės ląstelės. T Ekologiški saulės elementai, naudojantys organines molekules arba polimerai, o ne puslaidininkių mineralai pradeda taikyti komerciniu požiūriu. Straipsniai ir toliau yra mažas konversijos ir trumpo gyvenimo efektyvumas, tačiau gamybos požiūriu yra potencialiai nebrangios alternatyvos. Perovskokty Neseniai atkreipkite dėmesį į kitas technologijas, būtent Perovskictity. Nors vis dar reikia atlikti daug mokslinių tyrimų, kad būtų galima gaminti ląsteles (yra problema yra jų nestabilumas), Perovskits turi daug naudos. Be šviesos ir lanksčios, jų medžiagos gali būti sumaišytos su rašalu ir taikyti didelius paviršius. Be to, jie yra labai ekonomiški gamybai. Technologinė konvergencija Mokslininkai iš viso pasaulio stengiasi sujungti įvairias fotovoltines technologijas, kad sukurtų daugialypius straipsnius. Kitų medžiagų naudojimas leidžia ląstelėms pasiekti daug didesnį efektyvumą nei maksimali teorinė riba (33,5%), išlaikant gamybos sąnaudas kontroliuojant. Tyrimai daugiausia orientuota į plonųjų sluoksnių silicio tandemų straipsnius, kurie suteikia teorinį efektyvumą 43%. Didžiausias teorinis daugelio jungiamųjų ląstelių efektyvumas yra didesnis nei 50%.