Физический принцип работы солнечных батарей

Новая энергетика - Солнечная энергетика

физический принцип работы солнечных батарей

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:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Каталог энергетических компаний:

Чебоксарская ГЭС

News image

Строительство начато в 1968 году. К 1986 году строительство ГЭС было в основном закончено. Состав сооружений ГЭС: § здани...

Богучанская ГЭС

News image

Богуча нская гидроэлектроста нция — строящаяся ГЭС на реке Ангаре, на территории Красноярского края. Расположена в 367 км ниже п...

Ростовская АЭС

News image

Ростовская (Волгодонская) атомная электростанция — расположена в Ростовской области России в 12 км от города Волгодонск на берег...

Курская АЭС

News image

Курская АЭС — атомная электрическая станция в России, расположена в г. Курчатове Курской области, в 40 км к западу от г. Курска ...

Днепродзержинская ГЭС

News image

Днепродзержинская ГЭС (укр. Дніпродзержинська ГЕС) — четвёртая ступень каскада гидроэлектростанций на реке Днепр в городеДнепрод...

Киевская ГЭС

News image

Киевская ГЭС (укр. Киϊвська ГЕС) — первая (верхняя) ступень каскада гидроэлектростанций на территории Украины, построенная ...

Авторизация

Login Register