Новая энергетика - Солнечная энергетика
Преобразование энергии в ФЭП основано на фотоэлектрическом эффекте, который возникает в неоднородных полупроводниковых структурах при воздействии на них солнечного излучения.
Неоднородность структуры ФЭП может быть получена легированием одного и того же полупроводника различными примесями (создание p-n переходов) или путём соединения различных полупроводников с неодинаковой шириной запрещённой зоны - энергии отрыва электрона из атома (создание гетеропереходов), или же за счёт изменения химического состава полупроводника, приводящего к появлению градиента ширины запрещённой зоны (создание варизонных структур). Возможны также различные комбинации перечисленных способов.
Эффективность преобразования зависит от электрофизических характеристик неоднородной полупроводниковой структуры, а также оптических свойств ФЭП , среди которых наиболее важную роль играет фотопроводимость. Она обусловлена явлениями внутреннего фотоэффекта в полупроводниках при облучении их солнечным светом.
Основные необратимые потери энергии в ФЭП связаны с:
§ отражением солнечного излучения от поверхности преобразователя,
§ прохождением части излучения через ФЭП без поглощения в нём,
§ рассеянием на тепловых колебаниях решётки избыточной энергии фотонов,
§ рекомбинацией образовавшихся фото-пар на поверхностях и в объёме ФЭП,
§ внутренним сопротивлением преобразователя,
§ и некоторыми другими физическими процессами.
Для уменьшения всех видов потерь энергии в ФЭП разрабатываются и успешно применяется различные мероприятия. К их числу относятся:
§ использование полупроводников с оптимальной для солнечного излучения шириной запрещённой зоны;
§ направленное улучшение свойств полупроводниковой структуры путём её оптимального легирования и создания встроенных электрических полей;
§ переход от гомогенных к гетерогенным и варизонным полупроводниковым структурам;
§ оптимизация конструктивных параметров ФЭП (глубины залегания p-n перехода, толщины базового слоя, частоты контактной сетки и др.);
§ применение многофункциональных оптических покрытий, обеспечивающих просветление, терморегулирование и защиту ФЭП от космической радиации;
§ разработка ФЭП, прозрачных в длинноволновой области солнечного спектра за краем основной полосы поглощения;
§ создание каскадных ФЭП из специально подобранных по ширине запрещённой зоны полупроводников, позволяющих преобразовывать в каждом каскаде излучение, прошедшее через предыдущий каскад, и пр.;
Также существенного повышения КПД ФЭП удалось добиться за счёт создания преобразователей с двухсторонней чувствительностью (до +80 % к уже имеющемуся КПД одной стороны), применения люминесцентно переизлучающих структур, предварительного разложения солнечного спектра на две или более спектральные области с помощью многослойных плёночных светоделителей (дихроичных зеркал) с последующим преобразованием каждого участка спектра отдельным ФЭПи т. д.
Читайте: |
---|
Волжская ГЭСВо лжская гидроэлектроста нция (Сталинградская/Волгоградская ГЭС, им. XXII съезда КПСС) — ГЭС на реке Волге в Волгоградской обла... |
ДнепроГЭСИдея строительства ГЭС на Днепровских порогах витала в воздухе еще с начала 20-го века. Первый проект их затопления был создан е... |
Курская АЭСКурская АЭС — атомная электрическая станция в России, расположена в г. Курчатове Курской области, в 40 км к западу от г. Курска ... |
Жигулёвская ГЭСЖигулёвская гидроэлектростанция (Волжская (Куйбышевская) ГЭС им. В. И. Ленина) —ГЭС на реке Волга в Самарской области, у городов... |
Черчилл-Фолс (ГЭС)Че рчилл-Фолс — деривационная ГЭС на реке Черчилл в провинции Канады Ньюфаундленд и Лабрадор, должна стать частью проектируемого... |
Красноярская ГЭСКрасноя рская гидроэлектроста нция — на реке Енисей, в сорока километрах от Красноярска, вблизи города ДивногорскаКрасноярского ... |