Saules Ļaudis: Darbības princips un konstrukcija (iekļauti diagrammas)

Kas ir saules elementa?

Saules elements (arī pazīstams kā fotovoltaiskais elements vai PV elements) definēts kā elektrotehniskais ierīce, kas pārveido gaismas enerģiju elektriskajā enerģijā, izmantojot fotovoltaisko efektu. Saules elements ir būtībā p-n savienojuma diods. Saules elementi ir fotoelektronisko elementu veids, ko definē kā ierīci, kuras elektriskās īpašības, piemēram, strāva, spriegums vai pretestība, mainās, ja tie tiek izlaisti gaisma.

Atsevišķi saules elementi var tikt apvienoti, lai veidotu moduļus, kas parasti pazīstami kā saules paneļi. Parastais vienāda savienojuma silīcija saules elements var radīt maksimālu atvērtā kontura spriegumu aptuveni 0,5 līdz 0,6 voltus. Pats par sevi šis nav daudz – bet jāņem vērā, ka šie saules elementi ir ļoti mazi. Kad tie tiek apvienoti lielā saules paneļā, var tikt ģenerētas nozīmīgas daudzums atjaunojamās enerģijas.

Saules elementa konstrukcija

Saules elements būtībā ir savienojuma diode, neskatoties uz to, ka tā konstrukcija nedaudz atšķiras no parastajiem p-n savienojuma diodiem. Ārkārtīgi smalka p-tipa polāras slānis tiek audzēts salīdzinoši biežākā n-tipa polāras slānī. Mēs tad pieliekam dažus detaļus elektrodus virs p-tipa polāra slāņa.

Šie elektrodi negrūdina gaismu, lai tas sasniedzētu smalko p-tipa slāni. Tieši zem p-tipa slāņa atrodas p-n savienojums. Mēs arī sniedzam strāvas apkopojošu elektrodu n-tipa slāņa apakšā. Mēs visu kompleksu uzsargājam ar salīdzinoši smalko stikla, lai aizsargātu saules elementu no jebkāda mehāniskā satricinājuma.

Saules elementa darbības princips

Kad gaisma nonāk p-n savienojumā, gaismas fotoni viegli ienāk savienojumā caur ļoti smalku p-tipa slāni. Gaisma enerģija formā fotoni nodrošina pietiekamu enerģiju, lai savienojumā radītu daudz elektronu un defektu pāru. Nokļuvušais gaisma bojā savienojuma termisko līdzsvaru. Brīvie elektroni deplekcijas reģionā var ātri nonākt n-tipa puses savienojuma malā.

Līdzīgi, defekti deplekcijas reģionā var ātri nonākt p-tipa puses savienojuma malā. Kad jaunradītie brīvie elektroni nonāk n-tipa pusē, viņi nevar tālāk pārcelties pāri savienojumam tādēļ, ka savienojuma barjera potenciāls.

Līdzīgi, jaunradītie defekti, kad tie nonāk p-tipa pusē, nevar tālāk pārcelties pāri savienojumam, tāpat tādēļ, ka savienojuma barjera potenciāls. Tā kā elektronu koncentrācija kļūst augstāka vienā pusē, t.i., n-tipa pusē savienojuma, un defektu koncentrācija kļūst lielāka otrā pusē, t.i., p-tipa pusē savienojuma, p-n savienojums rīkosies kā mazs akumulators. Iestatajas spriegums, ko pazīst kā fotospriegums. Ja mēs savienojam mazu slodzi pāri savienojumam, tajā plūstēs maza strāva.

Fotovoltaiskā elementa U-I īpašības

Saules elementa materiāli

Materiāli, kas tiek izmantoti šim nolūkam, jābūt bandgap tuvā 1,5 eV. Bieži izmantotie materiāli ir-

1. Silīcija.

2. GaAs.

3. CdTe.

4. CuInSe2

Kritēriji materiāliem, kas tiek izmantoti saules elementos

1. Jābūt bandgap starp 1 eV un 1,8 eV.

2. Jābūt augstai optiskai absorbcijai.

3. Jābūt augstai elektriskai vedņībai.

4. Pamatmatiālis jābūt pieejams pārmērīgā daudzumā, un matiāla cena jābūt zema.

Saules elementa priekšrocības

1. Nav piesaistes saistīta ar to.

2. Tas jāilgt ilgu laiku.

3. Nav uzturēšanas izmaksu.

Saules elementa trūkumi

1. Tas ir dārgs instalācijas izmaksu.

2. Tas ir zems efektivitāte.

3. Mākoņainā dienā enerģija nevar tikt ražota, un arī naktī mēs nesaņemsim saules enerģiju.

Saules enerģijas sistēmu lietojums

1. To var izmantot, lai uzlādētu akumulatorus.

2. Izmantots gaisminstrumentos.

3. To izmanto, lai piegādātu enerģiju kalkulatoriem un pulksteņiem.

4. To var izmantot kosmosa aparatūrā, lai nodrošinātu elektrisko enerģiju.

Secinājums: Lai arī saules elementam ir dažas trūkumi, tie tikai sagaidāmi, lai tiks pārvarēti, jo tehnoloģija attīstās, un saules plāksnes, kā arī instalācijas izmaksu, samazināsies, lai katrs varētu to instalēt. Turklāt valsts daudz uzmanības pievērš saules enerģijai, un pēc dažiem gadiem var sagaidīt, ka katrs mājsaimnieks un arī katrs elektriskais sistēmas tiek piegādāts ar saules vai atjaunojamās enerģijas avotu.

Declarācija: Cienīt oriģinālu, labas raksti vērts koplietot, ja ir tiesiskais pārkāpums, lūdzu, sazinieties dzēšanai.