Фотоэлектрический элемент и принцип его действия

Опубликовано: 2012-06-20 01:16:17 ; Прочитано: 1886 раз (а)

В получении электричества от солнечных лучей используется модуль, который состоит из фотоэлектрических элементов (рис. 2.6). При попадании солнечных лучей на фотоэлемент часть света (фотон) поглощается. Фотон имеет очень небольшое количество энергии. В процессе поглощения в солнечном элементе освобождается электрон. С обеих сторон фотоэлектрического элемента имеются токоотводы.

В тот момент, когда фотон поглощается, в цепи возникает ток. Электричество, которое генерируется в солнечном элементе, либо используется сразу, либо хранится в аккумуляторной батарее.

Минимальный срок службы фотоэлектрических элементов — 20 лет, основной причиной выхода из строя оборудования считается воздействие окружающей среды.

Проведенный анализ работы батарей показал, что через 25 лет их эффективность начинает снижаться. Тем не менее солнечные батареи прослужат вам лет 30. Это касается поликристаллических модулей, батареи из аморфного кремния и тонкопленочные имеют срок службы от семи лет. Уже после первых двух лет работы тонкопленочные модули могут потерять 40 % своей эффективности. Аккумуляторные батареи, которые идут в комплекте с модулем, могут проработать от 2 до 15 лет.

Для изготовления солнечных элементов применяются материалы, способные проводить электричество напрямую. Большая их часть сегодня изготавливается из кремния, который является полупроводником.

В современном мире существуют солнечные элементы нескольких видов: монокристаллические, поликристаллические и аморфные. Они отличаются организацией атомов кремния в кристалле. Коэффициент полезного действия (КПД) преобразования энергии света в солнечных элементах также различен. Первые два вида имеют более высокий КПД по сравнению с третьим.

Солнечный элемент состоит из двух слоев кремния различной проводимости и заднего контакта. Сверху элемент покрыт металлическими контактами, антибликовое покрытие придает ему синий оттенок.

В последние годы появились новые виды солнечных элементов.Это тонкопленочные,из теллурида кадмия и медь-индий-диселенида.

Электричество в солнечном элементе образуется только в тот момент, когда модуль освещается светом. Принятая единица измерения — Вт/м2. Количество образованного электричества напрямую зависит от интенсивности солнечных лучей (рис. 2.7).

Для фотоэлектрических установок применяется понятие «номинальная мощность», которое измеряется в ваттах и обозначает количество вырабатываемой энергии при оптимальных условиях.

К примеру, солнечные батареи из кристаллических кремниевых элементов площадью 1м2 имеют номинальную мощность 100 Вт. Стоит отметить, что продуктивность работы солнечного элемента падает при повышении его температуры больше +25 °С.

Фотоэлектрический элемент и принцип его действия

Рис. 2.7. Принцип действия фотоэлектрического элемента:

1 — свет; 2—фронтальный контакт; 3—негативный слой;

4—слой р-п-перехода; 5— позитивный слой; 6—задний контакт

« Предыдущая страница Оглавление Следующая страница »