Sunčeva Celija: Radni Princip i Konstrukcija (Uključeni Slikoviti Priključci)

Što je sunčeva celija?

Sunčeva celija (poznata i kao fotovoltaička celija ili PV celija) definirana je kao električki uređaj koji pretvara svjetlosnu energiju u električnu energiju putem fotovoltačkog efekta. Sunčeva celija je u suštini p-n spojna dioda. Sunčeve celije su oblik fotoelektričke celije, definiran kao uređaj čije električne karakteristike - poput struje, napona ili otpora - variraju kada su izložene svjetlosti.

Individuálne sunčeve celije mogu se kombinirati kako bi se formirale moduli poznati kao sunčane ploče. Zajednička jednospojna silicijska sunčeva celija može proizvesti maksimalni otvoreni napon od približno 0,5 do 0,6 volti. Samo po sebi to nije mnogo - ali zapamtite da su ove sunčeve celije mali. Kada su kombinirane u veliku sunčanu ploču, može se generirati značajna količina obnovljive energije.

Konstrukcija sunčeve celije

Sunčeva celija je u suštini spojna dioda, iako je njen dizajn malo različit od konvencionalnih p-n spojnih dioda. Vrlo tanki sloj p-tipa poluprovodnika raste na relativno debljem n-tipu poluprovodnika. Tada nanosimo nekoliko finih elektroda na vrh sloja p-tipa poluprovodnika.

Ove elektrode ne sprječavaju svjetlost da stigne do tanke sloje p-tipa. Pravo ispod sloja p-tipa nalazi se p-n spoj. Također pružamo elektrodu za prikupljanje struje na dnu sloja n-tipa. Cijeli sklop kapsuliramo tankim staklom kako bismo zaštitili sunčevu celiju od bilo kakvog mehaničkog udara.

Načelo rada sunčeve celije

Kada svjetlost stigne do p-n spoja, fotoni svjetlosti lako mogu unijeti se u spoj, prolazeći kroz vrlo tanki sloj p-tipa. Energijska svjetlost, u obliku fotona, dostavlja dovoljno energije spoju kako bi se stvorilo nekoliko parova elektron-praznine. Palača svjetlosti ruši termalnu ravnotežu spoja. Slobodni elektroni u regiji iscrpljenja mogu brzo doći do n-tipa strane spoja.

Slično tome, praznine u regiji iscrpljenja mogu brzo doći do p-tipa strane spoja. Kada nove slobodne elektroni dođu do n-tipa strane, ne mogu dalje preći spoj zbog barijernog potencijala spoja.

Slično tome, nove praznine koje dođu do p-tipa strane ne mogu dalje preći spoj zbog istog barijernog potencijala spoja. Kako se koncentracija elektrona postane veća na jednoj strani, tj. n-tipu strane spoja, a koncentracija praznina postane veća na drugoj strani, tj. p-tipu strane spoja, p-n spoj će se ponašati kao mala baterija. Postavlja se napon koji se naziva fotonski napon. Ako spojimo malo opterećenja na spoj, kroz njega će teći mala struja.

V-I karakteristike fotovoltaičke celije

Materijali koristeni u sunčevim celijama

Materijali koji se koriste za tu svrhu moraju imati band gap blizu 1,5 eV. Uobičajeni materijali su:

1. Silicij.

2. GaAs.

3. CdTe.

4. CuInSe2

Kriteriji za materijale koristene u sunčevim celijama

1. Moraju imati band gap od 1 eV do 1,8 eV.

2. Mora imati visoku optičku apsorpciju.

3. Mora imati visoku električnu vodljivost.

4. Surowi materijal mora biti dostupan u obilju, a cijena materijala mora biti niska.

Prednosti sunčevih celija

1. Nema zagađenja povezanog s njima.

2. Mora trajati dugo vremena.

3. Nema troškova održavanja.

Nedostaci sunčevih celija

1. Ima visok trošak instalacije.

2. Ima nisku učinkovitost.

3. Tijekom oblačnih dana, energija se ne može proizvesti, te također noću ne dobivamo sunčevu energiju.

Upotrebe sistema za proizvodnju sunčeve energije

1. Može se koristiti za punjenje baterija.

2. Koristi se u svjetlosnim merilima.

3. Koristi se za snabdijevanje računala i satova.

4. Može se koristiti u svemirskim letjelicama kako bi se osigurala električna energija.

Zaključak: Iako sunčeva celija ima neke nedostatke, očekuje se da će se ti nedostaci nadomjestiti kako tehnologija napreduje. Budući da tehnologija napreduje, trošak sunčanih ploča, kao i trošak instalacije, smanjit će se tako da ih svatko može omogućiti. Nadalje, vlada stavlja naglasak na sunčanu energiju, pa nakon nekoliko godina možemo očekivati da svaki dom i svaki električni sustav bude snabdijevan sunčanom ili obnovljivom izvorom energije.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijede za djeljenje, ako postoji prekršaj molimo o brisanje.