Päikeseelemendi tööpõhimõte ja ehitus (kaasa arvatud joonised)

Mis on päikeseelement?

Päikeseelement (tuntud ka kui fotovoltailine element või PV-element) on elektriseade, mis teisendab valguseenergiat elektriseadusse fotovoltailise efekti kaudu. Päikeseelement on põhiliselt p-n ühenddiode. Päikeseelemendid on fotoelektriliste elementide tüüp, millel on elektroonilised omadused, nagu vool, pingeline või vastand, mis muutuvad valguse mõjul.

Üksikuid päikeseelemente saab kombinida mooduliteks, tavaliselt tuntud kui päikesepaneelid. Tavaline üheüksiksiliconi päikeseelement saab luua maksimaalse avatud tsükliviimiku umbes 0,5–0,6 volti. See ei ole palju – aga mäletage, et need päikeseelemendid on väikesed. Kui neid kombinatakse suurema päikesepaneeli kujul, saab toota märkimisväärne hulk taastuvenergia.

Päikeseelementi ehitus

Päikeseelement on põhiliselt ühenddiode, kuigi selle ehitus on veidi erinev tavalistest p-n ühenddiodidest. Väga õhuke p-tüübi pooljuhtkond kasvatatakse suhteliselt paksus n-tüübi pooljuhtkonnale. Siis rakendame paari väiksemat elektroodit p-tüübi pooljuhtkonna peale.

Need elektroodid ei takista valgust jõudmiseks õhukese p-tüübi kihi. P-tüübi kihi all on p-n ühend. Pakume ka voolu kogumise elektroodi n-tüübi kihi alla. Kogu komplekt pakime läbipaistva klaasi abil, et kaitsta päikeseelementi mehaanilistest sokkidest.

Päikeseelementi tööpõhimõte

Kui valgus jõuab p-n ühendini, võivad valguse fotonid lihtsalt sisse minna ühendisse, läbi väga õhuke p-tüübi kihi. Valguse energia, fotonide kujul, annab piisavalt energiat ühendile, et luua mitmeid elektron-kohalükkepaare. Sisenev valgus murdab ühendi soojuse tasakaalu. Vabad elektronid purgema piirkonnas võivad kiiresti jõuda n-tüübi poole ühendit.

Sarnaselt võivad purgema piirkonnas olevad kohalükked kiiresti jõuda p-tüübi poole ühendit. Kui uued vabad elektronid jõuavad n-tüübi poole, ei saa nad enam ületada ühendit, kuna takistab ühendi barjääripotentsiaal.

Sarnaselt ei saa uued kohalükked, kui need jõuavad p-tüübi poole, enam ületada ühendit, kuna takistab sama barjääripotentsiaal. Kuna elektronide kontsentratsioon on ühes poolest, st n-tüübi poolel ühendit, ja kohalükkede kontsentratsioon on teises poolest, st p-tüübi poolel ühendit, käitub p-n ühend nagu väike akupool. Loodetakse pingeline, mis on tuntud kui foto-pingeline. Kui me ühendame väikese laadi ühendiga, tekib selles väike vool.

Fotovoltailise elementi V-I omadused

Päikeseelementide kasutamisel materjalid

Materjalid, mis kasutatakse selleks, peavad oma bandilahku olema lähedal 1,5 ev. Tavaliselt kasutatavad materjalid on-

1. Silitsium.

2. GaAs.

3. CdTe.

4. CuInSe2

Päikeseelementide kasutamisel materjalide kriteeriumid

1. Peab oma bandilahku olema 1ev kuni 1,8ev.

2. Peab oma optilise absorptsioga olema suur.

3. Peab oma elektrilise juhtivusega olema suur.

4. Raakmaterjal peab olema kättesaadav ja materjali hind peab olema madal.

Päikeseelementide eelised

1. See ei seostu saasteallikaga.

2. See peaks kestma pikka aega.

3. Hoolduskulusid ei ole.

Päikeseelementide puudused

1. Selle paigaldamise kulud on kõrge.

2. Tehniline tõhusus on madal.

3. Pilvelised päevad eeldatakse, et energia ei saa toodetud, samuti öösel ei saa päikeseenergiat.

Päikeseenergia süsteemide kasutusalad

1. Seda võib kasutada akude laadimiseks.

2. Kasutatakse valgusmõõturites.

3. Seda kasutatakse kalkulaatorite ja kellade elektritootmisel.

4. Seda saab kasutada kosmoselaevadel, et pakkuda elektriseadust.

Järeldus: Kuigi päikeseelementil on mõned ebasoovid, siiski eeldatakse, et ebasoovid saavad ületada, kuna tehnoloogia edeneb, päikeseplaadide ja paigaldamiskulude eelarve langemisel igaüks saab selle süsteemi paigaldada. Lisaks panustab valitsus suurelt päikeseenergiale, seega võime oodata, et pärast mõnda aega iga kodu ja igal elektrisüsteemil on päikeseenergia või taastuvenergia allikas.

Deklaratsioon: austage originaali, head artiklid on väärt jagamist, kui on autoriõiguste rikkumine, siis palun võta ühendust kustutamiseks.