Технологія сонячних фотоелектричних елементів. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії

 Коментарі до статті

Сонячні фотоелектричні системи прості в обігу і не мають механізмів, що рухаються, проте самі фотоелементи містять складні напівпровідникові пристрої, аналогічні використовуваним для виробництва інтегральних схем. У основі дії фотоелементів лежить фізичний принцип, у якому електричний струм виникає під впливом світла між двома напівпровідниками з різними електричними властивостями, які у контакті друг з одним. Сукупність таких елементів утворює фотоелектричну панель або модуль.

Фотоелектричні модулі завдяки своїм електричним властивостям виробляють постійний, а не змінний струм. Він використовується у багатьох простих пристроях, що живляться від батарей. Змінний струм, навпаки, змінює свій напрямок через регулярні проміжки часу. Саме цей тип електрики постачають енерговиробники, він використовується для більшості сучасних приладів та електронних пристроїв. У найпростіших системах постійний струм фотоелектричних модулів використовується безпосередньо. Там, де потрібен змінний струм, до системи необхідно додати інвертор, який перетворює постійний струм на змінний.

Сучасне виробництво фотоелементів практично повністю ґрунтується на кремнії. Близько 80% всіх модулів проводиться з використанням полі-або монокристалічного кремнію, а решта 20% використовують аморфний кремній. Кристалічні фотоелементи - найбільш поширені, зазвичай вони мають синій колір із відблиском. Аморфні, або некристалічні – гладкі на вигляд і змінюють колір залежно від кута зору. Монокристалічний кремній має найкращу ефективність (близько 14%), але він дорожчий, ніж полікристалічний, ефективність якого в середньому становить 11%. Аморфний кремній широко застосовується в невеликих приладах, таких як годинник і калькулятор, але його ефективність і довгострокова стабільність значно нижчі, тому він рідко застосовується в силових установках.

Фотоелемент є "сендвіч" з кремнію - другого за поширеністю на Землі речовини. Дев'яносто дев'ять відсотків сучасних сонячних елементів виготовляють із кремнію (Si), інші ж побудовані тому ж принципі, як і кремнієві сонячні елементи. На один шар кремнію наноситься певна речовина, завдяки якій утворюється надлишок електронів. Виходить негативно заряджений ("N") шар. На іншому шарі створюється нестача електронів, він стає позитивно зарядженим ("P"). Зібрані разом із провідниками, ці дві поверхні утворюють світлочутливий електронно-дірковий перехід. Він називається напівпровідником, оскільки, на відміну електропроводу, проводить струм лише одному напрямку - від негативного до позитивного. При дії сонця чи іншого інтенсивного джерела світла виникає постійний струм напругою приблизно 0,5 Вольт. Сила струму (ампер) пропорційна світловій енергії (кількості фотонів). У будь-якій фотоелектричній системі напруга майже постійно, а струм пропорційний розміру фотоелементів та інтенсивності світла.

Фотоелементи виготовляються із надчистого кремнію, змішаного в точній пропорції з іншими речовинами. Надчиста кремнієва підкладка, з якої роблять фотоелементи, коштує дуже дорого. Кількість надчистого кремнію, необхідного для виготовлення одного фотоелектричного модуля потужністю 50 Вт, була б достатньо для інтегральних схем приблизно двох тисяч комп'ютерів. Крім того, у фотоелементах присутні алюміній, скло та пластмаса - недорогі та багаторазово використовувані матеріали.

Дивіться інші статті розділу Альтернативні джерела енергії.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Мікромоторчики 17.01.2000 Американська фірма "Майкромо Електроніке" у співпраці з німецькими конструкторами розробила та серійно випускає моторчики діаметром 1,9 міліметра. Цей мікроелектродвигун дає крутний момент від 50 до 300 мікроньютонів, а частоту обертання - до 20 000 оборотів на хвилину. Ненадовго він може розвивати і 50 000 обертів на хвилину. До моторчика додаються змінні редуктори, що знижують частоту обертання в 4,12 та 47 разів. Редуктори мають такий же діаметр, як сам двигун, а довжина їх - від 2,14 до 3,7 міліметра. При виготовленні мікроелектродвигунів використовуються методи мікролітографії як при створенні комп'ютерних схем. Застосовуються такі карлики у фотокамерах для автоматичного наведення об'єктива на різкість, для переміщення магнітних головок у жорстких дисках комп'ютерів та інших точних приладах.

Інші цікаві новини:

▪ Комаряний укол

▪ Названо найважчий рік в історії людства

▪ Сховище Fujitsu ETERNUS CD10000 на 56 петабайт

▪ Фотонні мікросхеми Infinera ePIC-500 та oPIC-100

▪ Розроблено стабільний нанографеновий магніт

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Афоризми знаменитих людей. Добірка статей

▪ стаття Дитяча хвороба лівизни. Крилатий вислів

▪ стаття Які розміри найбільшого ведмедя? Детальна відповідь

▪ стаття Провізор-інтерн. Посадова інструкція

▪ стаття Олівці зі скла та порцеляни. Прості рецепти та поради

▪ стаття Карти вилітають із колоди. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024