Статьи

Солнечные батареи. Как это работает.
Солнечные батареи. Как это работает.

Многие считают, что стандартная солнечная батареяпредставляет собой нечто сложное, и принцип ее работы может понять только инженер-физик, но это не так. В качестве примера рассмотрим принцип работы фотоэлектрического преобразователя (ФЭП). Это полупроводниковые устройства, напрямую преобразовывающие солнечную энергию в электричество.

С точки зрения экономичности, использование именно этого типа солнечных батарей для частного пользования в наше время наиболее актуально, так как здесь мы имеем дело с прямым, одноступенчатым «переходом» солнечной энергии в электрическую. Согласно данным исторических источников, первые фотоэлектрические элементы были сконструированы инженерами Bell Labs в 1950 году для использования в космической промышленности.

Итак, процесс перехода энергии в фотоэлектрическом преобразователе из одного состояния в другое основан на так называемом фотовольтаическом эффекте, возникающем в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного света. Нужно сказать, что э [fap2] ффективность преобразования зависит от электрофизических характеристик полупроводниковых элементов, оптических свойств преобразователя, среди которых самым важным является фотопроводимость, обусловленная явлениями внутреннего фотоэффекта в полупроводниках при облучении их светом.

Вкратце принцип работы ФЭП можно объяснить на примере преобразователей с p - n-переходом, наиболее распространенных в солнечной энергетике. Напомним, что p - n-переход, или электронно-дырочный переход - это область полупроводника, в которой имеет место пространственное изменение типа проводимости от электронной n к дырочной p. На схеме изображен участок преобразователя, состоящий из двух неоднородных полупроводников. 
Во время облучения модуля солнечным светом у границы n-  [fap3] и p-слоёв в результате «перетечки» зарядов образуются объединенные зоны с некомпенсированным объёмным положительным зарядом в n-слое и объёмным отрицательным зарядом в p-слое.

Таким образом, на этом переходе возникает барьер (разность потенциалов). Именно благодаря этой особенности p-n перехода и можно объяснить факт возникновения фото-электродвижущей силы при облучении преобразователя солнечным светом.

Комментарии:

Бесплатная консультация