Ֆոտովոլտաիկա

Այն ամենը, ինչ դուք պետք է իմանաք ֆոտովոլտայայի մասին Ֆոտովոլտայիկան կամ ֆոտովոլտայացին վերջերս եղել է առավել դինամիկ զարգացող արդյունաբերություններից մեկը, որի արտադրանքը դառնում է մեր կյանքի ընդհանուր մասը: Ֆոտովոլտացին այլեւս պարզապես «տիեզերական թեհնոլոգիա» չէ, բայց դանդաղ է դառնում մեր կյանքի ընդհանուր մասը: Հետեւաբար նրա մասին մի փոքր ավելին չգիտի: Սահմանում: Photovoltaics- ը տեխնիկական բաժին է, որը զբաղվում է էլեկտրաէներգիայի ուղղակի վերափոխման գործընթացին: Վերնագիրը ստեղծվել է երկու բառին միանալով `լուսանկար (թեթեւ) եւ վոլտ (էլեկտրական լարման միավոր): Փոխակերպման գործընթացը տեղի է ունենում ֆոտոգոլտային հոդվածում: Ինչպես է աշխատում ֆոտովոլտային հոդվածը: Photovoltic (արեւային) հոդվածը էլեկտրոնային բաղադրիչ է, որն էլեկտրաէներգիա է առաջացնում, երբ ենթարկվում է ֆոտոն լույսի մասնիկների: Այս փոխարկումը կոչվում է ֆոտովոլտային ազդեցություն, որը հայտնվեց 1839-ի ֆրանսիական ֆիզիկոս Էդմոնդ Բեկերկելի մեջ: Մինչեւ 1960-ական թվականները ֆոտովոլտալ հոդվածները գտել են արբանյակային տեխնոլոգիայի առաջին գործնական դիմումը: Ֆոտովոլտային հոդվածը պատրաստված է կիսահաղորդչային նյութերից, որոնք կլանում են արեւի կողմից արտանետվող ֆոտոնները եւ էլեկտրատների հոսք են առաջացնում: Լուսանկարները տարրական մասնիկներ են, որոնք արեւի լույս են կրում վայրկյանում 300,000 կմ արագությամբ: Երբ ֆոտոնները բախվում են կիսահաղորդչային նյութի, ինչպիսիք են սիլիկոնը, արտոնություններ են թողնում իր ատոմներից եւ թողնում դատարկ տարածություն: Թափառող էլեկտրոնները պատահականորեն շարժվում են եւ փնտրում են մեկ այլ «փոս», որոնք նրանք կլրացներ: Այնուամենայնիվ, էլեկտրոնները պետք է հոսեն նույն ուղղությամբ: Դա ձեռք է բերվում երկու սիլիկոնային տեսակների օգտագործմամբ: Սիլիկոնային շերտը, որը ենթարկվում է արեւի, կետավոր է ֆոսֆոր ատոմներով, որոնք ունեն մեկ էլեկտրոն ավելին, քան սիլիկոնը: Մյուս կողմը բորոնի սուբսիդավորված ատոմներն են, որոնք ավելի քիչ են պակաս: Արդյունքում ստացված սենդվիչը նման է մարտկոցի: Էլեկտրոնների ավելցուկային շերտը դառնում է բացասական տերմինալ (ն), իսկ էլեկտրոնների անբավարար շերտ ունեցող շերտը դրական տերմինալ է (P): Էլեկտրական դաշտը ստեղծվում է այս երկու շերտերի միջեւ: Երբ էլեկտրոնները ոգեւորված են ֆոտոններով, նրանք խնայում են էլեկտրական դաշտով, կողքի n, իսկ անցքերը տեղափոխվում են կողմի էջ: Էլեկտրոնները եւ անցքերը ուղղվում են էլեկտրական կոնտակտներին, որոնք բերվել են երկու կողմերից առաջ արտաքին միացումից առաջ էլեկտրաէներգիայի տեսքով: Սա արտադրում է միակողմանի հոսանք: Բջջի վերեւում ավելացվում է հակաֆրեկտիվ ծածկույթ, մակերեւույթների արտացոլման պատճառով ֆոտոնների կորուստը նվազագույնի հասցնելու համար: Որն է ֆոտովոլտային հոդվածների արդյունավետությունը: Արդյունավետությունը բջջայինի կողմից արտադրված էլեկտրաէներգիայի հարաբերությունն է, որը ստանում է մի շարք արեւի լույս: Արդյունավետությունը չափելու համար բջիջները համակցված են մոդուլների մեջ, որոնք կազմվում են դաշտերի վրա: Արդյունքում ստացված վահանակներն այնուհետեւ տեղադրվում են արեւային սիմուլյատորի դիմաց, որը ընդօրինակում է իդեալական արեւոտ պայմանները. Համակարգի կամ գագաթնակետային կատարողականի արտադրած էլեկտրաէներգիան մուտքային արեւային էներգիայի տոկոս է: Եթե ​​մեկ մ 2-ը ստեղծում է 200 W էլեկտրականությամբ, 20% -ը արդյունավետ է: FV հոդվածի առավելագույն տեսական արդյունավետությունը կազմում է շուրջ 33%: Իրական կյանքի ընթացքում հոդվածով արտադրված էլեկտրաէներգիայի քանակը, որը հայտնի է որպես դրա ներկայացում, կախված է դրա արդյունավետությունից, միջին տարեկան արեւի արեւի արեւի եւ սարքի տեսակից: Ֆոտովոլտային հոդվածների հիմնական տեսակները Կան 3 հիմնական տիպի ֆոտովոլտային բջիջների հիմնական տեսակ, բյուրեղային սիլիկոնային բջիջներ, բարակ շերտերի բջիջներ եւ օրգանական բջիջներ: Նրանց փոխակերպման արդյունավետությունը անընդհատ բարելավվում է: Բյուրեղային սիլիկոնային բջիջներ Սիլիկոնը հանվում է սիլիկոնային երկօքսիդից: Սիլիկոնային հոդվածները կազմում են արեւային բջջային շուկայի ավելի քան 95% -ը: Առեւտրային դիմումներում դրանց արդյունավետությունը կազմում է 16,5% -ից 22%, կախված օգտագործված տեխնոլոգիայից: Սիլիկոնը փոխվում է մեծ մոնոկրալի կառուցվածքի հալման արդյունահանման մեթոդով, իսկ մոնոկրիկիստը կոչվում է մոնոկրիստալին: Այն ունի լաբորատորիա արդյունավետություն մինչեւ 26,6%: Սիլիկոնային հոդվածների գինը վերջին տարիներին ընկել է էլեկտրաէներգիայի այլ աղբյուրների հետ մրցելու համար: Tencin-շերտի բջիջներ Սիլիկոնային թրոմբոցիտները կտրելու փոխարեն `մոտ 200 միկրոն 3 միկրոզով, բարակ շերտերով կիսահաղորդչային նյութը խտացրեց ընդամենը մի քանի միկրոներ այնպիսի ենթաշերտի վրա, ինչպիսիք են ապակիները կամ պլաստիկը կարող են կիրառվել: Սովորաբար օգտագործված նյութերը կատադեն եւ սելենային պղինձ եւ Հնդկաստան Գլիա (ծխախոտ) են, որոնց լաբորատոր արդյունավետությունը մոտ է սիլիկոնին, համապատասխանաբար 23.1%: Ամորֆ (ոչ բյուրեղային սիլիկոն նույնպես կարող է օգտագործվել բարակ շերտի հոդվածների արտադրության համար: Այս տեխնոլոգիան վաղուց օգտագործվել է փոքր հաշվիչներում, բայց սիլիկոնից պակաս արդյունավետ է: Օրգանական բջիջներ Օրգանական արեւային բջիջներ, որոնք օգտագործում են օրգանական մոլեկուլներ կամ պոլիմերներ, քան կիսահաղորդչային հանքանյութեր, սկսում են առեւտրի կիրառումը: Հոդվածները շարունակում են լինել փոխակերպման եւ կարճ կյանքի ցածր արդյունավետությունը, բայց արտադրության առումով հնարավոր է ցածր գնով այլընտրանք: Peroveskictity Վերջերս ուշադրությունը սկսում է ուշադրություն դարձնել այլ տեխնոլոգիաների, մասնավորապես, perovescictity- ի համար: Չնայած դեռ անհրաժեշտ է շատ ուսումնասիրություններ կատարել, որպեսզի բջիջները արտադրվեն (խնդիր կա դրանց անկայունությունն է), Պերովսկիները շատ օգուտներ ունեն: Բացի թեթեւ եւ ճկուն լինելուց, նրանց նյութերը կարող են խառնվել թանաքով եւ կիրառել մեծ մակերեսներ: Բացի այդ, դրանք չափազանց ծախսարդյունավետ են արտադրության համար: Տեխնոլոգիական կոնվերգենցիա Աշխարհի գիտնականներն աշխատում են տարբեր ֆոտովոլտային տեխնոլոգիաներ համատեղելու համար `բազմաբնույթ բիզնես հոդվածներ ստեղծելու համար: Տարբեր նյութերի օգտագործումը թույլ է տալիս բջիջներին հասնել շատ ավելի բարձր արդյունավետության, քան առավելագույն տեսական սահմանը (33,5%), մինչդեռ վերահսկում է արտադրական ծախսերը: Հետազոտությունները հիմնականում կենտրոնացած են բարակ շերտի սիլիկոնային տանդեմի հոդվածների վրա, որոնք ապահովում են տեսական արդյունավետությունը 43%: Բազմաթիվ կապող բջիջների առավելագույն տեսական արդյունավետությունը 50% -ից ավելին է: