Fotovoltaikus cellák: hogyan működnek

Fotovoltaikus cellák: hogyan működnek és hogyan készülnek. Egy szilícium alapú napelem működtetését szemléltetjük.

A fotovoltaikus sejtek a napsugárzás elektromos energiává alakíthatók. Ez mindenki számára világos ... igen, de hogyan csinálják? A válasz a napelem szerkezetében rejlik, de mielőtt bemész, és látja, hogyan működik a fotovoltaikus cellák, adunk néhány alapvető fogalmat.

Fénytől a villamos energiáig

Fontos megérteni a "fény" fogalmát. A fénynek korpuszkuláris természete és hullám természete van, és egyszerűsíteni, elmondjuk, hogy fotonokból áll. Ezért minden foton az az elemi részecske, amely fényt alkot. A fényenergia energiájának megértéséhez, kérjük, olvassa el a "Mikrohullám, hogyan működik" cikkünket, látni fogja, hogy egy foton által tartalmazott energia mennyisége a napsugárzás hullámhosszától függ.

Vegyük észre, hogy egy 260 nm-es fotonra jellemző, hogy az energia egyenlő 4, 8 elektronvoltnál. Itt származik az energiának, amely energiává alakul át. Hogyan történik ez az átalakulás? Folytatjuk fokozatosan.

Fotovoltaikus cellák: hogyan készült

A fotovoltaikus cella szilíciumból áll: ez a félvezető anyag képes átalakítani a napsugárzás energiáját (fényt) elektromos energiává.

A tiszta szilícium 4 kondenzációs elektront tartalmaz. A napelemek előállításához "adalékolt", hogy lehetővé tegyék az elektronok szabályos áthaladását.

Az "adalékolt szilícium" olyan "szennyeződéseket" tartalmaz, amelyek képesek módosítani a félvezető elektromos tulajdonságait. Foszforatomok bejuttatásával n-típusú szilícium képződik (amelyet nagy sűrűségű szabad elektronok jellemeznek). A bóratomok bevezetése p-típusú szilícium képződését eredményezi (a szabad töltések pozitívak, úgynevezett lyukak).

Az így kezelt szilikon egy P zónával és egy N területvel lesz elválasztva, amely egy "ürítés" vagy egy térköltség elnevezéssel van elválasztva. Az n zónából származó elektronok a p zónában terjednek, így a szilícium N pozitív töltésű, míg a p típusú negatív töltésű.

A díjak átruházása az, hogy az egyezmény szerint: a pozitívtól a negatívig.

Fotovoltaikus cellák: hogyan működik

Vegyük úgy, hogy az n zónában a p zónának néhány mikrométere van, és a két zóna között helyezkedik el a térköltség. A térköltség megtartja a zónákat külön díjszabással.

Ily módon a díjak rendelkezésre állnak a villamosenergia-ellátáshoz .

Amikor egy foton "eltalálja" ezt a rendszert, az "elektron-lyuk" párokat mind az n-ben, mind a p-ben nyerik. Ezt a jelenséget fotoelektromos hatásnak nevezik. A szilikon kezelés (doppingolás) miatt a fotoelektronok átkerülnek az n zónába (a létrehozott elektromos mező pozitív pólusa), miközben a rések (pozitív töltések) a p zónához (az elektromos mező negatív pólusa) mennek.

Összefoglalva: a fotovoltaikus cellában két szilikontréteg intim kapcsolata van, az egyik típus az n típusú típusú. Ez a két réteg egy pn csomóponttal vagy ürítési területen van elszórva, ezen a területen erős elektromágneses mező alakul ki. Mindezek mérete néhány mikron.

Fotovoltaikus működés

A napfény "bombázza" a módosított félvezetőt. A fotovoltaikus hatás miatt a pozitív és negatív elektromos töltések elválnak az elektromos mezőtől. Létezik egy potenciális különbség, amely az áram áramlását eredményezi: az áram nagyobb, annál nagyobb az incidens fény mennyisége. Ez egy bizonyos pontig érvényes egy telítési jelenség miatt: a fotonok felesleges energiája nem mindig elektromos áramot generál, hanem a napelemben lévő hőben eloszlik.

A napelem hatékonyságát számos tényező adja. Amellett, hogy a fényenergia olyan "mennyezetét" kapja, amelyet a napelemek a hő formájában történő leválasztás előtt kaphatnak, vannak olyan tényezők is, amelyek a fotovoltaikus cellát többé-kevésbé hatékonyakká teszik.

A fotovoltaikus hatás kiváltásához minden egyes fotonnak egy bizonyos mennyiségű energiával kell rendelkeznie. A fotovoltaikus hatás kiváltásához szükséges legkisebb érték attól függ, hogy melyik anyagból készült a sejt.

Az energia csak egy része, amely a foton átjut a napelemek elektronjába, elektromos energiává alakul át.

Ezenkívül nem minden elektron-lyuk párt különítenek el az np csomóponttól, az egyik rész a sejten belüli rekombinációban nem járul hozzá az elektromos potenciál létrehozásához.

Hogyan villamos energiát termelnek egy napelemes cella

Elektromos áram létrehozásához a vezető sávban keringő tölteteknek el kell érniük a fém érintkezőket.

Amikor a fényenergia megérinti a napelemet, az elektron-lyuk párok az n-p-n csatlakozási rekeszben belül viselkednek, hasonlóan ahhoz, ami egy diódával párhuzamosan folyó generátorral történne.

<

Népszerű Bejegyzések

Ajánlott, 2020

<
Fotovoltaikusok Olaszországban, Jelentés 2014
energia

Fotovoltaikusok Olaszországban, Jelentés 2014

A napenergia-jelentés 2014 szerint a PV Olaszországban több mint 550.000 üzemi üzem működik, amelyek együttes kapacitása 17, 9 GW 2013 végén. Olaszországban a fotovoltaikusok adatai szerint az elmúlt évben 1, 45 GW kapacitású új üzemek kapcsolódtak a villamosenergia-hálózathoz, ezek közül 21% -ot olyan üzemek adtak ki, amelyek nem részesültek a fotovoltaikáért . A fotovoltaikusok Olaszors
Tovább
Faragott gyümölcs: látványos díszek
információ

Faragott gyümölcs: látványos díszek

A faragott gyümölcs mindig is lenyűgözött, mivel a természetben rendelkezésre álló élelmiszert egy igazi műalkotássá alakítja. A gyümölcs- és zöldségtermesztés művészetének megismerése évekig tartó gyakorlatot és tapasztalatot igényel, és elengedhetetlen türelmes dózist tartalmaz. Ebben a cikkben a gyümölcs- é
Tovább
Szerves fotovillamos: az átlátszó sejtek kifejlesztése
energia

Szerves fotovillamos: az átlátszó sejtek kifejlesztése

Néhányat szerves fotovoltaikusnak vagy egyszerűbb, átlátszó fotovoltaikusnak nevezik. Ez a Michigani Állami Egyetem laboratóriumában született innováció eredménye, ahol a kutatók egy nagyon vékony szerves fotovoltaikus réteget fejlesztettek ki, amely nem változtatja meg a fényességet, amely átjárja az egész életet. A Michigani Állami Eg
Tovább
Zöld és fenntartható kémia az Ecomondo-ban
információ

Zöld és fenntartható kémia az Ecomondo-ban

A Fiera di Rimini bejárata Mit jelent zöld és fenntartható a vegyiparban? A zöld kémia olyan biorefinerák és bioindustriák , amelyek a fenntartható kémiai (azaz erőteljesebb erőforrás-felhasználású, szelektívebb és fokozottabb kémiai folyamatokkal, kevésbé oldószerekkel és alacsonyabb szén-dioxid- és hulladéktermeléssel együtt) . Novamont, Eni Versalis, Mos
Tovább
Borospoharak, típusok
információ

Borospoharak, típusok

Borospoharak, típusok és nevek . Útmutató az összes bortípushoz a megfelelő üveggel. Fel tudod ismerni a borospoharakat ? Nemcsak a klasszikus szemüvegek vannak, különböző típusú borszemüvegek különböző nevekkel, felhasználásokkal és jellemzőkkel bírnak. Amikor bort szolgálsz, biztos vagy benne, hogy nem hibázik? Itt van minden tipp a bor
Tovább
Takarékoskodni a háztartási fűtéssel
energia

Takarékoskodni a háztartási fűtéssel

A téli érkezéssel foglalkozunk a háztartási fűtéssel ! Hamarosan meg kell erõsíteni a radiátorokat és a kályhákat, a belföldi gazdaságot érintõ mûveletek. A háztartási fűtésre való megtakarítás érdekében figyelmet kell fordítani néhány olyan fontos szempontra, amelyeket az alábbiakban felsorolunk a cikkben. Takarékoskodni a háztartási f
Tovább
Alma torta, recept
ellátás

Alma torta, recept

Az Apple pite, a klasszikus recept és a változatok, mint például az almás pite süteményes tészta, a gyors recept és a nagyon puha alma pite. Vannak olyan ételek, amelyek soha nem hiányozhatnak a mindennapi étrendünkben, és ezek között találunk gyümölcsöt. A gyümölcstermés fontos, de fontos, hogy a megfelelő gyümölcsöt a megfelelő időben elfogyasszák. Az ősszel érkezve megtalálju
Tovább
Biodródi technológia az emelkedő nedvesség ellen
él

Biodródi technológia az emelkedő nedvesség ellen

Az emelkedő nedves vagy kapilláris emelkedő nedves komoly probléma (gyakran) az épületekben, amikor a falak közvetlenül érintkeznek a talajjal. A károsodás nem csak esztétikai, mert a nedvesség által okozott elfolyás megváltoztatja a cement pH-ját, aktiválja a vasalás romlását, valamint az egészségtelen és kellemetlen szagú formák kialakulását a nedves falakon. Az emelkedő nedves épület
Tovább