სოლარული ბატარეა: მუშაობის პრინციპი და კონსტრუქცია (დიაგრამებით)

რა არის სოლარული ელემენტი?

სოლარული ელემენტი (ასევე ცნობილი როგორც ფოტოვოლტაიკური ელემენტი ან PV ელემენტი) განიხილება როგორც ელექტრონული მოწყობილობა, რომელიც ქვეყანაში სინათლის ენერგიას ქვეყანაში ელექტროენერგიაში ადგენს ფოტოვოლტაიკური ეფექტის საშუალებით. სოლარული ელემენტი ძირითადად არის p-n ჯაჭვის დიოდი. სოლარული ელემენტები არიან ფოტოელექტრონული ელემენტების ფორმა, რომლის ელექტრონული მახასიათებლები - როგორიცაა დენი, ვოლტაჟი ან რეზისტენტი - იცვლება სინათლის მოქმედების დროს.

ინდივიდუალური სოლარული ელემენტები შეიძლება შერწყმად ჩამოთვლად გახდეს მოდულები, რომლებიც ხშირად ცნობილია როგორც სოლარული პანელები. საერთო ერთეულის სილიკონის სოლარული ელემენტი შეიძლება წარმოადგენდეს მაქსიმალური ღია წრედის ვოლტაჟის დახარისხებას დაახლოებით 0.5-0.6 ვოლტს. თავად ეს არ არის ბევრი – მაგრამ გახსენით, რომ ეს სოლარული ელემენტები მცირეა. როდესაც ისინი შერწყმილია დიდ სოლარულ პანელში, შეიძლება შეიქმნას სამართლიანი რაოდენობის რენებადი ენერგია.

სოლარული ელემენტის დამატება

სოლარული ელემენტი ძირითადად არის ჯაჭვის დიოდი, თუმცა მისი დამატება ცოტა სხვაგვარია რეგულარული p-n ჯაჭვის დიოდების დამატებიდან. ძალიან მცირე სიმკვრივის პ-ტიპის სემიკონდუქტორი ზრდის შესაბამისად უფრო სქელ ნ-ტიპის სემიკონდუქტორზე. ჩვენ შემდეგ გამოვიყენებთ რამდენიმე ფართო ელექტროდს პ-ტიპის სემიკონდუქტორის ფეხებზე.

ეს ელექტროდები არ არის სინათლის შესაძლებლობა პ-ტიპის ფეხებზე. პ-ტიპის ფეხების ქვემოთ არის p-n ჯაჭვი. ჩვენ ასევე ვიძლევთ დენის შეკრების ელექტროდს ნ-ტიპის ფეხების ქვემოთ. ჩვენ მთლიანი ასამბლის დაფარვა ხდება სქელი გლასით სოლარული ელემენტის დაცვისთვის მექანიკური შოკისგან.

სოლარული ელემენტის მუშაობის პრინციპი

როდესაც სინათლე მიდის p-n ჯაჭვზე, სინათლის ფოტონები შეიძლება ერთად შეხვიდეს ჯაჭვში, ძალიან სქელი პ-ტიპის ფეხების შესაბამისად. სინათლის ენერგია, ფოტონების ფორმაში, საკმარისი ენერგია შეუძლია შექმნას რამდენიმე ელექტრონ-ხარისხის წყვილი. შემოსული სინათლე დარღვევს ჯაჭვის თერმიკ ეკვილიბრიუმის პირობას. თავიდან ელექტრონები დეპლექციის რეგიონში შეიძლება სწრაფად მიდის ნ-ტიპის ჯაჭვის ქვემოთ.

ანალოგიურად, დეპლექციის რეგიონში ხარისხები შეიძლება სწრაფად მიდის პ-ტიპის ჯაჭვის ქვემოთ. როდესაც ახალი თავიდან შექმნილი თავიდან ელექტრონები მიდის ნ-ტიპის ჯაჭვის ქვემოთ, ისინი აღარ შეიძლება შეადგინონ ჯაჭვს ბარიერული პოტენციალის გამო.

ანალოგიურად, ახალი თავიდან შექმნილი ხარისხები რომელიც მიდის პ-ტიპის ჯაჭვის ქვემოთ აღარ შეიძლება შეადგინონ ჯაჭვს იგივე ბარიერული პოტენციალის გამო. როდესაც ელექტრონების კონცენტრაცია ხდება უფრო მაღალი ერთ მხარეს, ანუ ნ-ტიპის ჯაჭვის ქვემოთ და ხარისხების კონცენტრაცია ხდება უფრო მაღალი მეორე მხარეს, ანუ პ-ტიპის ჯაჭვის ქვემოთ, p-n ჯაჭვი იქნება როგორც პატარა ბატარეა. დაყავილი ვოლტაჟი ცნობილია როგორც ფოტოვოლტაჟი. თუ ჩვენ შევაერთებთ პატარა ტვირთს ჯაჭვის მარჯვენა, იქნება პატარა დენი მის მიმართ.

ფოტოვოლტაიკური ელემენტის V-I მახასიათებლები

სოლარული ელემენტებისთვის გამოყენებული მასალები

ამ მიზნისთვის გამოყენებული მასალები უნდა აiliki ბანდის გადარჩევილი მანძილი დაახლოებით 1.5eV-ს. ხშირად გამოყენებული მასალები არიან-

1. სილიკონი.

2. GaAs.

3. CdTe.

4. CuInSe2

სოლარული ელემენტებისთვის გამოყენებული მასალების კრიტერიუმები

1. უნდა აiliki ბანდის გადარჩევილი მანძილი 1eV-დან 1.8eV-მდე.

2. უნდა აiliki მაღალი ოპტიკური აბსორბცია.

3. უნდა აiliki მაღალი ელექტრონული დამიმართულობა.

4. საწყისი მასალა უნდა იყოს დიდი რაოდენობით ხელმისაწვდომი და მასალის ღირებულება უნდა იყოს დაბალი.

სოლარული ელემენტის სარგებელები

1. მასში არ არის დაბინძურება.

2. ის უნდა გაგრძელდეს დიდი დრო.

3. არ არის მრავალი მრთელობის ხარჯები.

სოლარული ელემენტის უსარგებლობები

1. აქვს