Fotovoltaické články: jak fungují

Fotovoltaické články: jak fungují a jak jsou vyrobeny. Uvádíme fungování solárních článků na bázi křemíku.

Fotovoltaické články mohou přeměnit sluneční záření na elektrickou energii. To je nyní jasné všem ... ano, ale jak to dělají? Odpověď spočívá v struktuře solárních článků, ale předtím, než do ní vstoupíme a uvidíme, jak funguje fotovoltaická buňka, dáme vám základní pojmy.

Od světla k elektřině

Je důležité pochopit pojem "světlo". Světlo má korpuskulární povahu a povahu vln a pro zjednodušení vám řekneme, že je složen z fotonů. Proto každý foton je ten elementární částic, který tvoří světlo. Chcete-li pochopit energetickou sílu světla, vyzýváme vás, abyste si přečetli článek "Mikrovlnná trouba, jak to funguje", uvidíte, že množství energie obsažené fotonem závisí na vlnové délce slunečního záření.

Zvažte, že foton při 260 nm je charakterizován energií rovnou 4, 8 elektronovým voltům. Zde pochází energie, která se přeměňuje na elektřinu. Jak se tato transformace uskutečňuje? Pokračujeme postupně.

Fotovoltaická buňka: jak je vyrobena

Fotovoltaická buňka je složena z křemíku: tento polovodičový materiál může přeměnit energii slunečního záření (světlo) na elektrickou energii.

Čistý křemík obsahuje 4 valenční elektrony. Pro výrobu solárních článků je "dopován", aby se umožnil řádný průchod elektronů.

"Dopovaný křemík" obsahuje "nečistoty" schopné měnit elektrické vlastnosti polovodičů. Zavedením atomů fosforu se získává křemík typu n (charakterizovaný vysokou hustotou volných elektronů). Zavedením atomů boru dochází k tvorbě křemíku typu p (volné náboje jsou pozitivní, nazývané otvory).

Takto zpracovaný křemík bude mít zónu P a plochu N oddělenou spojovací zónou nazývanou "vyprázdnění" nebo prostorový náboj. Elektrony ze zóny n se rozprostírají v zóně p, takže křemík N je kladně nabitý, zatímco ten z typu p je záporně nabitý.

Převod poplatků spočívá v tom, že podle konvence: od pozitivních až po negativní.

Fotovoltaická buňka: jak to funguje

Uvažujme, že zóna ne, zóna p, má velikost několika mikrometrů a mezi tyto dvě zóny je vložena mezera. Prostorový náboj udržuje zóny s mobilními poplatky oddělenými.

Tímto způsobem jsou k dispozici poplatky za vedení elektřiny .

Když foton "zasáhne" tento systém, získá se dvojice "elektronových otvorů" jak v oblasti n, tak v oblasti p. Tento jev se nazývá fotoelektrický efekt . Zpracování křemíku způsobuje, že se fotoelektrony přesunuly do zóny n (kladný pól vytvořeného elektrického pole), zatímco mezery (kladné náboje) směřují k zóně p (záporný pól elektrického pole).

Shrneme-li: ve fotovoltaické buňce je důvěrný kontakt dvou vrstev křemíku, jeden typu typu n na jeden typ. Tyto dvě vrstvy jsou rozptýleny pn spojovací nebo vyprazdňovací oblastí, v této oblasti dochází k vytvoření silného elektromagnetického pole . To vše má velikost několika mikronů.

Fotovoltaická operace

Sluneční světlo "bombarduje" modifikovaný polovodič. Pozitivní a záporné elektrické náboje jsou kvůli fotovoltaickému efektu odděleny od elektrického pole. Existuje vznik potenciálního rozdílu, který bude mít za následek proudění proudu : proud je větší, čím větší bude dopad dopadlého světla. To platí až do jisté míry kvůli saturačnímu jevu: nadbytečná energie fotonů ne vždy generuje elektrický proud, ale je rozptýlena uvnitř solárního článku .

Účinnost solárních článků je dána několika faktory. Kromě "stropu" světelné energie, kterou solární článek může dostat předtím, než ji rozptýlí ve formě tepla, existují další faktory, které činí fotovoltaické články více či méně efektivní.

Aby mohl být fotovoltaický efekt spuštěn, musí mít každý foton určité množství energie. Minimální hodnota potřebná pro spuštění fotovoltaického efektu závisí na materiálu, ze kterého je buňka tvořena.

Jen část energie, kterou foton přenáší na elektron solárního článku, se přeměňuje na elektrickou energii.

Navíc ne všechny páry elektron-díry jsou odpojeny od np křižovatky, jedna část se rekombinuje uvnitř buňky, která neprispievá k vytvoření elektrického potenciálu.

Jak se vyrábí elektřina se solárním článkem

Pro generování elektrického proudu musí náboje, které se pohybují ve vodivém pásmu, dostat do kovových kontaktů.

Když světelná energie zasáhne solární článek, páry elektronů a otvorů uvnitř oddělovací komory n-p-n se chovají podobně jako u diody s paralelním generátorem proudu.

<

Populární Příspěvky

Doporučená, 2020

<
Jak vyrobit tyčinky
dodávka

Jak vyrobit tyčinky

Jak si vyrobit tyčinky: klasický recept a mnoho variací, jako například tyčinky na kávu, turínské tyčinky nebo sezamová semínka. Rychlý recept na tyčinky. Pokud hledáte rychlý recept na tyčinky s kávovarem , jestliže naopak máte větší trpělivost, můžete připravit tyčinky s kyslíkem na pomalé kynutí. Vidíme všechny nápady, jak př
Číst Dál
Větrná energie na balkoně, hroty a turbíny
energie

Větrná energie na balkoně, hroty a turbíny

Větrná energie na balkoně : stále mluvíme o větrných turbínách (malé větrné turbíny schopné generovat výkon až do 3 kW) a větrných turbínách (malé větrné turbíny schopné generovat výkon mezi 3 - 20 kW). Mikroturbiny a miniturbíny lze instalovat přímo na balkón nebo na terasu domu. Na trhu jsou také horizontál
Číst Dál
Guava: ovoce a majetek
dodávka

Guava: ovoce a majetek

Guava, ovoce, především, ale také rostlina, méně známá než první, ale podstatná. Od doby Aztéků byly vlastnosti tohoto "prkénka písku", jak bylo nazýváno v té době, odkapané, teď je poznáme, když si pamatujeme, že rostlina a ovoce, nazývané guava nebo dokonce guayava, pocházejí ze střední a jižní Ameriky a Karibiku. Zejména rostlina je stálezelen
Číst Dál
Sladkosti s dýní, recepty
dodávka

Sladkosti s dýní, recepty

Nejlepší recepty na sladkosti s dýní . Z amerického dortu na muffiny, z košíčku, načechraný koláč, dýňový koláč a koláč s dýní a amaretti. Mnoho jednoduchých receptů na přípravu a dobré chuti. Podzim je sezóna dýně , zeleniny s mnoha nutričními vlastnostmi! Díky přítomnosti antioxidantů, beta-karotenu a vitamínů je tato zelenina vysoce ceněna ve vaření, ale také v alternativní medicíně. Další informace naleznete v článku "V
Číst Dál
Harley Davidson elektrický motocykl
pohyblivost

Harley Davidson elektrický motocykl

Italští motocyklisté budou mít možnost slyšet svůj hlas a vytvořit první elektrický motor Harley-Davidson díky prohlídce projektu LiveWire Experience, který dorazí do Evropy v roce 2015, včetně Itálie. Projekt LiveWire debutoval minulý rok ve Spojených státech a díky generovanému nadšení i cyklisté z Asie, Evropy a Kanady budou mít příležitost řídit elektrický motor Harley Davidson a poskytnout první zpětnou vazbu . Názory motocyklistů přímo přispě
Číst Dál
Jak udělat gurmánskou pizzu
dodávka

Jak udělat gurmánskou pizzu

Jak udělat gurmánskou pizzu : nápady, recepty, chutě, kombinace a především ty správné přísady, abyste získali perfektní těsto pro svou domácí Gourmet Pizza . Gurmánská kuchyně, jaký je význam termínu Termín Gourmet jednoduše znamená gurmán . Dnes s tímto slovem identifikujeme rafinované a ne masové kulinářské umění, kde rozdíl mezi složkami a jejich kvalitou není rozdíl! Odkud pochází kuchyň Gorumet? Řeknu
Číst Dál
Parco Monte Barro: v únoru se rozhodnete pro cenu
informace

Parco Monte Barro: v únoru se rozhodnete pro cenu

P arco Monte Barro: nachází se v Lombardském Prealpsu a je obklopen jezerem Como, jezera Garlate a Lake Annone jsou považovány za jednu z nejdůležitějších evropských oblastí. Park Monte Barro je od roku 2002 chráněnou přírodní oblastí s rozlohou 665 hektarů a průměrnou nadmořskou výškou 922 metrů. Jedná se o izolovanou h
Číst Dál
Přírodní dopamin: proč je to?
informace

Přírodní dopamin: proč je to?

Přírodní dopamin, tzv. Molekula prekurzoru, kterou syntetizoval George Barger a James Ewens, se nazývá L-DOPA. Je to důležitý neurotransmiter rodiny katecholaminů, důležitý proto, že ovládá pohyb, pracovní paměť, pocit potěšení, odměnu , produkci prolaktinu, mechanismy regulace spánku a dokonce i schopnost věnovat pozornost a některé fakulty kognitivní. Přírodní dopamin Než obje
Číst Dál