Principper for solcelleproduktion

Solceller er enheder, der reagerer på lys og omdanner lysenergi til elektricitet. Der er mange typer materialer, der kan producere fotovoltaiske effekter, såsom monokrystallinsk silicium, polykrystallinsk silicium, amorft silicium, galliumarsenid, selen, indium, kobber og så videre. Princippet for deres elproduktion er grundlæggende det samme, og processen med fotovoltaisk elproduktion er beskrevet ved hjælp af krystallinsk silicium som eksempel. P-type krystallinsk silicium kan doteres med phosphor for at opnå N-type silicium, der danner en PN-junction.
Når lys rammer solcellens overflade, absorberes en del af fotonerne af siliciummaterialet; Fotonernes energi overføres til siliciumatomet, hvilket får elektroner til at gennemgå en overgang og bliver til frie elektroner, der samler sig på begge sider af PN-forbindelsen og danner en potentialforskel. Når det eksterne kredsløb er tændt, under påvirkning af denne spænding, vil der strømme en strøm gennem det eksterne kredsløb for at generere en vis udgangseffekt. Essensen af ​​denne proces er processen med at konvertere fotonenergi til elektrisk energi.
1, Der er to måder at generere solenergi på: den ene er metoden til konvertering af lys varme elektricitet, og den anden er metoden til direkte konvertering af lys elektricitet.
(1) Metoden til konvertering af lysvarme elektricitet udnytter den termiske energi, der genereres af solstråling, til at generere elektricitet. Generelt omdanner solfangere den absorberede termiske energi til arbejdsmediumdamp og driver derefter dampturbiner til at generere elektricitet. Førstnævnte proces er en let varmekonverteringsproces; Sidstnævnte proces er en varmeelektricitetskonverteringsproces, der ligner almindelig termisk elproduktion. Solcellevarmeværker har høj effektivitet, men på grund af deres indledende industrialiseringsfase er investeringen i øjeblikket høj. Et 1000 MW solvarmekraftværk kræver en investering på $2 til $2,5 milliarder, med en gennemsnitlig investering på $2000 til $2500 for 1 kW. Derfor er den velegnet til små og særlige lejligheder, mens storskala udnyttelse er økonomisk uøkonomisk og ikke kan konkurrere med almindelige termiske eller atomkraftværker.
(2) Fotoelektrisk direkte konverteringsmetode Denne metode bruger den fotoelektriske effekt til direkte at konvertere solstrålingsenergi til elektrisk energi. Den grundlæggende enhed til fotoelektrisk konvertering er solceller. En solcelle er en enhed, der direkte omdanner solenergi til elektrisk energi på grund af den fotovoltaiske effekt. Det er en halvleder fotodiode. Når sollys rammer fotodioden, omdanner fotodioden solenergien til elektrisk energi og genererer en elektrisk strøm. Når mange batterier er forbundet i serie eller parallelt, kan de blive til et solcelleanlæg med relativt stor udgangseffekt. Solceller er en lovende ny type strømkilde med tre store fordele: Permanens, renlighed og fleksibilitet. Solceller har en lang levetid, og så længe solen eksisterer, kan de investeres én gang og bruges i lang tid; Sammenlignet med termisk energiproduktion og atomkraftproduktion forårsager solceller ikke miljøforurening; Solceller kan være store, små og mellemstore, lige fra mellemstore kraftværker med en kapacitet på en million kilowatt til solcellepakker, der kun betjener én husstand, som er uovertruffen af ​​andre strømkilder.