Основні принципи та переваги фотоелектричної генерації електроенергії

Фотоелектричне виробництво електроенергії — це технологія, яка безпосередньо перетворює енергію світла в електрику за допомогою фотоелектричного ефекту на межі напівпровідників. В основному він складається з трьох частин: сонячних панелей, контролерів і інверторів. Основними компонентами є електронні компоненти. Після того, як сонячні батареї з’єднані послідовно, їх можна упакувати та захистити, щоб сформувати модулі сонячних батарей великої площі, які потім можна об’єднати з контролерами живлення та іншими компонентами для створення фотоелектричних пристроїв для генерації електроенергії.

Основним принципом фотоелектричної генерації електроенергії є фотоелектричний ефект напівпровідників. Коли фотони опромінюють метал, їх енергія може бути повністю поглинена електронами в металі. Енергія, поглинена електронами, достатньо велика, щоб подолати кулонівську силу всередині атомів металу, щоб виконати роботу, і вийти з поверхні металу, щоб стати фотоелектронами. Атоми кремнію мають чотири зовнішні електрони. Якщо чистий кремній легувати атомами з п’ятьма зовнішніми електронами, такими як атоми фосфору, він стає напівпровідником N-типу. Якщо чистий кремній легувати атомами з трьома зовнішніми електронами, такими як атоми бору, він утворює напівпровідник Р-типу. Коли P-тип і N-тип об’єднуються разом, поверхня контакту утворює різницю потенціалів, перетворюючись на сонячний елемент. Коли сонячне світло потрапляє на pn-перехід, струм тече від сторони P-типу до сторони N-типу, утворюючи струм.

Фотоефект є важливим і магічним явищем у фізиці. Під впливом електромагнітних хвиль вище певної частоти (відомої як гранична частота) електрони в певних речовинах поглинають енергію та виходять, утворюючи електричний струм, відомий як фотоелектричний. Схематична діаграма фотоелектричного виробництва електроенергії показує, що полікристалічний кремній переробляється в кремнієві пластини за допомогою таких процесів, як лиття зливків, руйнування зливків і нарізка. Легування та дифузія незначних кількостей бору, фосфору тощо. На кремнієвій пластині утворюється pn-перехід. Потім за допомогою трафаретного друку тонко підготовлена ​​срібна паста друкується на кремнієвій пластині для формування ліній сітки. Після спікання з нього також перетворюється на задній електрод, а на поверхню наноситься антивідбиваюче покриття з лініями сітки для виготовлення елементів батареї. Батарея розташована та об’єднана, щоб утворити акумуляторний модуль, утворюючи велику друковану плату. Як правило, компоненти оточені алюмінієвою рамою зі скляним покриттям спереду та електродами ззаду. За допомогою компонентів акумулятора та іншого допоміжного обладнання можна сформувати систему виробництва електроенергії. Щоб перетворити постійний струм в змінний, необхідно встановити інвертор. Після вироблення електроенергії її можна зберігати в батареях або вводити в державну електромережу. У вартості систем генерації електроенергії компоненти батареї становлять приблизно 50%, тоді як перетворювачі струму, витрати на встановлення, інші допоміжні компоненти та інші витрати складають додаткові 50%.