Солнечные батареи
Впервые явление фотоэффекта исследовал французский физик Беккерель в 1839 году, получив поток электронов при освещении солнечным светом пластины оксида меди. Изобретение было широко внедрен в жизнь после открытия полупроводников. Как светочувствительная зона фотоэлементов используются селен (Se), кристаллический кремний (Si), аморфный кремний (SiGe) и другие. Фотоэффект образуется, когда фотон (световой луч) падает на элемент из двух материалов с различным типом электрической проводимости (дырчатый или электронный). Попав в такой материал, фотон выбивает электрон из его ячейки, образуя свободный отрицательный заряд и "дыру". В результате равновесие так называемого "р-n"-перехода нарушается, и в кругу возникает электрический ток. Строение и кремниевого фотоэлемента показано на рис. 1. Ближайшими "родственниками" солнечных фотоэлементов являются транзисторы, светодиоды и другие электронные устройства.
Чувствительность фотоэлемента зависит от длины волны па чего света и прозрачности верхнего слоя элемента. В ясную погоду кремниевые элементы производят электрический ток примерно 0,5 В и 25 мА на 1 см2 или 12-13 мкВт / см. Наиболее распространены кремниевые фотоэлементы. Они бывают монокристаллические и поликристаллические. Разница между этими материалами заключается в специфике получения исходных кремниевых заготовок при их выращивании из расплавов. Монокристалл и ч на заготовка более однородна но дороже. Поликристаллическое - менее однородная имеет низкую стоимость, что может быть решающим фактором, когда речь идет об изготовлении фотоэлементов. Теоретическая эффективность кремниевых элементов составляет примерно 28%, а практическая - от 14% до 16%.
Несмотря на распространенное заблуждение, на самом деле фотоэлементы производят больше энергии при низких температурах. Это объясняется тем, что фотоэлементы - это электронные устройства и вырабатывают энергию от света, а не от тепла, то есть работают эффективно в холоде, чем при высоких температурах. А зимой они производят меньше энергии только за счет сокращения светового дня, потому что угол падения солнечного света в этот период меньше, а облачность больше.
С помощью последовательно-параллельных электрических соединений солнечные элементы составляют в солнечную (фотоэлектрическую) батарею в герметичном корпусе. Мощность солнечных батарей, серийно выпускаемых промышленностью, составляет 50-200 Вт. На солнечных фотоэлектрических станциях солнечные батареи используются для составления фотоэлектрических генераторов. На рис. 2 представлены состав и блок-схема солнечной фотоэлектрической станции. Срок службы такой станции составляет 20-30 лет, эксплуатационные расходы минимальны.
Чувствительность фотоэлемента зависит от длины волны па чего света и прозрачности верхнего слоя элемента. В ясную погоду кремниевые элементы производят электрический ток примерно 0,5 В и 25 мА на 1 см2 или 12-13 мкВт / см. Наиболее распространены кремниевые фотоэлементы. Они бывают монокристаллические и поликристаллические. Разница между этими материалами заключается в специфике получения исходных кремниевых заготовок при их выращивании из расплавов. Монокристалл и ч на заготовка более однородна но дороже. Поликристаллическое - менее однородная имеет низкую стоимость, что может быть решающим фактором, когда речь идет об изготовлении фотоэлементов. Теоретическая эффективность кремниевых элементов составляет примерно 28%, а практическая - от 14% до 16%.
Несмотря на распространенное заблуждение, на самом деле фотоэлементы производят больше энергии при низких температурах. Это объясняется тем, что фотоэлементы - это электронные устройства и вырабатывают энергию от света, а не от тепла, то есть работают эффективно в холоде, чем при высоких температурах. А зимой они производят меньше энергии только за счет сокращения светового дня, потому что угол падения солнечного света в этот период меньше, а облачность больше.
С помощью последовательно-параллельных электрических соединений солнечные элементы составляют в солнечную (фотоэлектрическую) батарею в герметичном корпусе. Мощность солнечных батарей, серийно выпускаемых промышленностью, составляет 50-200 Вт. На солнечных фотоэлектрических станциях солнечные батареи используются для составления фотоэлектрических генераторов. На рис. 2 представлены состав и блок-схема солнечной фотоэлектрической станции. Срок службы такой станции составляет 20-30 лет, эксплуатационные расходы минимальны.