Populární věda: Jak fotovoltaická výroba energie?
Jan 05, 2018
Fotovoltaická výroba elektřiny je technologie, která využívá fotovoltaický efekt polovodičového rozhraní pro konverzi světelné energie přímo na elektřinu. Fotovoltaická výroba energie se skládá převážně ze tří částí solárního panelu (modulu), regulátoru a měniče. Hlavní součásti tvoří elektronické součásti. Jaký je tedy konkrétní proces? Zde se dostaneme k podrobné analýze, jaký je proces výroby fotovoltaické energie?
O polovodičích
Chemie křemíkových krystalů je velmi stabilní. Při pokojové teplotě, s výjimkou fluorovodíku, je obtížné reagovat s jinými látkami a je špatným vodičem, protože nemá volné volné elektrony. Atomy fosforu (P) nejvzdálenějších pěti elektronů, atomy fosforu do křemíkového krystalu a pak křemíkový krystal jsou samozřejmě volnými elektrony.
Atomy fosforu odebírají čtyři elektrony a přilehlé čtyři atomy křemíku sdílejí, zbývá elektron, je volný. Množství atomů křemíku v křemíkových krystalech je nahrazeno atomy fosforu, čímž vznikají spousty volných elektronů, takže vedou elektřinu. V tomto okamžiku jsme vyrobili polovodič, jeho jméno je "polovodič typu N".
Po dopingu s atomy hliníku je zřejmé, že chybí elektron. Silikonové dopování s trojmocnými atomy, jako je hliník a bor, vede k jinému typu polovodičů, který se nazývá "polovodič P typu P". Představte si díru, která vyžaduje, aby se elektrony vyplňovaly.
Polovodič typu P je také vodivý, protože po aplikaci vnějšího elektrického pole elektrony v polovodičovém typu P postupně doplňují otvory v opačném směru elektrického pole a současně se díry pohybují ve směru elektrické pole, aby byl generován proud.
O PN křižovatce
Pokud je jedna strana polovodičového krystalu polovodičem typu N a druhá strana polovodičem typu P, kontaktní plocha uprostřed se nazývá PN spojka. U polovodičů typu N je koncentrace volných elektronů vysoká, zatímco u polovodičů typu P je koncentrace děr vysoká. Podle principu difúze látky vždy difundují od vysokých koncentrací k nízkým koncentracím.
Proto ve spojení PN bude spousta volných elektronů z polovodičů typu N do polovodičové difúze typu P, výsledkem je, že polovodič typu N je elektricky neutrální, není nabitý, ale kvůli ztrátě některých elektronů, je kladně nabitá. V polovodičovém typu P, protože mnoho volných elektronů běželo na vyplnění mnoha děr, což vedlo ke snížení koncentrace otvorů, je původní polovodič P typu také elektricky neutrální, nyní více než hodně elektronických, takže přináší negativní elektřinu.
Ve spojení PN je jedna strana kladně nabitá a druhá strana je záporně nabitá, čímž se vytvoří vnitřní pole elektrického pole na kontaktní ploše.
Jaký je proces generování fotovoltaických elektráren?
Když sluneční světlo svítí na typický polovodič, generují se elektrony a otvory. To znamená, že když sluneční světlo generuje volné elektrony v polovodiči, generuje se současně děr, protože elektron opouští solární článek. Pozice, která se stává, když se stává volným elektronem, že tato pozice nutně postrádá elektron a vytvoří se otvory .
Vzhledem k tomu, že v PN křižovatce je vnitřní elektrické pole, když sluneční paprsek vytváří elektrony a otvory v PN spojení, elektrony se pohybují na polovodič typu N pod působením vnitřního elektrického pole. Podobně se díry přesouvají na polovodič typu P. V tomto okamžiku, pokud je spojení PN na obou koncích drátu, můžete generovat proud.
