Прынцып выпрацоўкі энергіі сонечнымі панэлямі

Сонечнае святло асвятляе PN-пераход паўправадніка, утвараючы новую пару дзірка-электрон. Пад дзеяннем электрычнага поля PN-пераходу дзірка перацякае з вобласці P у вобласць N, а электрон — з вобласці N у вобласць P. Пры падключэнні ланцуга ўтвараецца ток. Вось як працуюць сонечныя элементы, якія працуюць на фотаэлектрычным эфекте.

Генерацыя сонечнай энергіі Існуе два тыпы вытворчасці сонечнай энергіі: адзін — гэта рэжым пераўтварэння святла ў цяпло і электрычнасць, другі — рэжым прамога пераўтварэння святла ў электрычнасць.

(1) Метад пераўтварэння святла ў цяпло ў электрычнасць выкарыстоўвае цеплавую энергію, якая выпрацоўваецца сонечным выпраменьваннем, для выпрацоўкі электрычнасці. Як правіла, паглынутая цеплавая энергія пераўтвараецца ў пару працоўнага цела сонечным калектарам, а затым паравая турбіна прыводзіцца ў рух для выпрацоўкі электрычнасці. Першы працэс - гэта працэс пераўтварэння святла ў цяпло; другі працэс - гэта працэс пераўтварэння цяпла ў электрычнасць.

(2) Фотаэлектрычны эфект выкарыстоўваецца для пераўтварэння энергіі сонечнага выпраменьвання непасрэдна ў электрычную энергію. Асноўнай прыладай фотаэлектрычнага пераўтварэння з'яўляецца сонечны элемент. Сонечны элемент — гэта прылада, якая непасрэдна пераўтварае энергію сонечнага святла ў электрычную энергію дзякуючы фотагенерацыйнаму вольт-эфекту. Гэта паўправадніковы фотадыёд. Калі сонца свеціць на фотадыёд, фотадыёд пераўтварае энергію сонечнага святла ў электрычную энергію і генеруе ток. Калі шмат элементаў злучаны паслядоўна або паралельна, можна сфармаваць квадратны масіў сонечных элементаў з адносна вялікай выходнай магутнасцю.

У цяперашні час крышталічны крэмній (у тым ліку полікрэмній і монакрышталічны крэмній) з'яўляецца найважнейшым фотаэлектрычным матэрыялам, яго доля рынку складае больш за 90%, і ў будучыні на працягу доўгага часу ён будзе заставацца асноўным матэрыялам для сонечных батарэй.

Доўгі час тэхналогія вытворчасці полікрэмніевых матэрыялаў кантралявалася 10 заводамі 7 кампаній у 3 краінах, такіх як ЗША, Японія і Германія, што ўтварыла тэхналагічную блакаду і манаполію рынку.

Попыт на полікрэмній у асноўным звязаны з паўправаднікамі і сонечнымі элементамі. У залежнасці ад патрабаванняў да чысціні, ён падзяляецца на полікрэмній электроннага ўзроўню і полікрэмній сонечнага ўзроўню. Сярод іх полікрэмній электроннага ўзроўню складае каля 55%, а полікрэмній сонечнага ўзроўню — 45%.

З хуткім развіццём фотаэлектрычнай прамысловасці попыт на полікрэмній у сонечных элементах расце хутчэй, чым развіццё паўправадніковага полікрэмнію, і чакаецца, што да 2008 года попыт на сонечны полікрэмній перавысіць попыт на полікрэмній электроннага класа.

У 1994 годзе агульная вытворчасць сонечных батарэй у свеце складала ўсяго 69 МВт, але ў 2004 годзе яна наблізілася да 1200 МВт, што ў 17 разоў больш, чым за 10 гадоў. Эксперты прагназуюць, што ў першай палове 21-га стагоддзя сонечная фотаэлектрычная прамысловасць перасягне атамную энергетыку як адну з найважнейшых асноўных крыніц энергіі.