...


Принцип работы солнечной батареи

В состав солнечной батареи входят фотоэлементы, имеющие последовательное и параллельное соединение. Основой для размещения является каркас из диэлектрических материалов. С помощью такой конструкции сборку солнечной батареи можно произвести с любой характеристикой тока и напряжения, легко заменить фотоэлементы, вышедшие из строя.

Принцип работы солнечной батареи, состоящей из фотоэлементов, состоит в использовании фотогальванического эффекта. Суть этого эффекта в трансформации лучистой энергии солнца в электрическую энергию с применением полупроводников из специальных материалов, которые, фактически, и являются фото-элементами.

Основные элементы

В состав входят два слоя полупроводников с различной степенью проводимости. К этим слоям с каждой стороны припаивают контакты, используемые при подключении к общей внешней цепи. При этом, слой полупроводников с n-проводимостью играет роль катода и обеспечивает электронную проводимость. В роли анода выступает р-слой, обеспечивающий дырочную проводимость.

Принцип работы

Солнечный свет, попадающий на n-слой «выбивает» электроны, которые приходят в движение и создают ток. В р-слое ток возникает при так называемого «движения дырок». «Дыркой» называется атом, потерявший свой электрон, при этом «движение дырок» создается путем перескакивания электронов из одной «дырки» на другую, хотя на самом деле «дырки» не двигаются. Там, где слои n- и р-проводников стыкуются между собой, возникает р-n-переход, играющий роль диода, создающего разность потенциалов за счет лучистой энергии.

Кроме того, свободные электроны за счет получения дополнительной энергии вполне могут «перескочить» через потенциальный барьер р-n-переход. Происходит изменение концентрации дырок и электронов, образуя при этом разность потенциалов. В случае замыкания внешней цепи, через нее начнет протекать электрический ток.

Электродвижущая сила или разность потенциалов, создаваемая с помощью фотоэлементов, зависит от нескольких основных условий. Среди них интенсивность солнечной энергии, принимающая площадь фотоэлементов, коэффициент полезного действия самой конструкции, а также от температуры, так как при нагревании фотоэлемента, его проводимость снижается.

Главным материалом для изготовления является кремний. Этот химический элемент один из самых распространенных на Земле и запасы его практически неисчерпаемы. Основная проблема при промышленном использовании кремния – это его очистка. Это очень дорогостоящий и трудоемкий процесс, поэтому цена чистого кремния высокая. В настоящее время ведутся поиски материалов, не уступающих кремнию по своей эффективности.

Один фотоэлемент создает слишком небольшую разность потенциалов. Для использования фотоэлементов в промышленных целях и соединяют между собой. Таким образом, и получаются солнечные батареи. Хрупкие фотоэлементы покрывают  защитным слоем из различных пленок, стекла и пластмассы.



Как определить напряженность электрического поля
Как прозвонить проводку мультиметром
Виды ламп освещения
Основы электротехники для начинающих

Теги: кремний, проводимость, потенциал, разность, фотоэлемент, слой, дырка, солнечный, электрон, энергия
Если Вам понравился сайт, нажмите на одну из кнопок соц. сетей electric-220.ru » Альтернативные источники энергии
Электро схемы


Разделы публикаций



Electric-220.ru © Copyright 2011 - 2016
 
Вход | Реклама | Вакансии