> Yangiliklar > Kompaniya yangiliklari

Fotovotaika nima?

2022-12-22

Fotovoltaiklar - bu yorug'likning atom darajasida to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylanishi. Ba'zi materiallar fotoelektrik effekt deb nomlanuvchi xususiyatga ega bo'lib, ular yorug'lik fotonlarini o'zlashtiradi va elektronlarni chiqaradi. Ushbu erkin elektronlar ushlanganda, elektr toki sifatida ishlatilishi mumkin bo'lgan elektr toki paydo bo'ladi.

Fotoelektr effekti birinchi marta 1839 yilda frantsuz fizigi Edmund Bequerel tomonidan qayd etilgan bo'lib, u ma'lum materiallar yorug'lik ta'sirida oz miqdorda elektr tokini hosil qilishini aniqladi. 1905 yilda Albert Eynshteyn yorug'likning tabiati va fotoelektrik effektni tasvirlab berdi, unga fotovoltaik texnologiya asoslanadi, u keyinchalik fizika bo'yicha Nobel mukofotiga sazovor bo'ldi. Birinchi fotovoltaik modul 1954-yilda Bell Laboratories tomonidan qurilgan. U quyosh batareyasi sifatida hisoblangan va asosan shunchaki qiziqish edi, chunki u keng foydalanish uchun juda qimmat edi. 1960-yillarda kosmik sanoati kosmik kemalar bortida energiya bilan ta'minlash uchun texnologiyadan birinchi jiddiy foydalanishni boshladi. Koinot dasturlari orqali texnologiya rivojlandi, uning ishonchliligi o'rnatildi va narxi pasaya boshladi. 1970-yillardagi energiya inqirozi davrida fotovoltaik texnologiya kosmik bo'lmagan ilovalar uchun quvvat manbai sifatida tan olindi.

Yuqoridagi diagrammada quyosh batareyasi deb ataladigan asosiy fotovoltaik elementning ishlashi tasvirlangan. Quyosh xujayralari mikroelektronika sanoatida ishlatiladigan kremniy kabi yarimo'tkazgichli materiallardan tayyorlanadi. Quyosh xujayralari uchun nozik yarimo'tkazgichli gofret bir tomondan musbat, boshqa tomondan salbiy bo'lgan elektr maydonini hosil qilish uchun maxsus ishlov beriladi. Quyosh xujayrasiga yorug'lik energiyasi tushganda, elektronlar yarimo'tkazgich materialidagi atomlardan ajralib chiqadi. Agar elektr o'tkazgichlari musbat va manfiy tomonlarga biriktirilsa, elektr zanjirini tashkil etsa, elektronlar elektr toki, ya'ni elektr shaklida ushlanishi mumkin. Keyinchalik bu elektr quvvati yorug'lik yoki asbob kabi yukni quvvatlantirish uchun ishlatilishi mumkin.

Bir-biriga elektr bilan bog'langan va qo'llab-quvvatlovchi strukturaga yoki ramkaga o'rnatilgan bir qator quyosh batareyalari fotovoltaik modul deb ataladi. Modullar umumiy 12 voltsli tizim kabi ma'lum bir kuchlanishda elektr energiyasini ta'minlash uchun mo'ljallangan. Ishlab chiqarilgan oqim to'g'ridan-to'g'ri modulga qancha yorug'lik tushishiga bog'liq.

Bugungi kunda eng keng tarqalgan PV qurilmalari PV xujayrasi kabi yarimo'tkazgich ichida elektr maydonini yaratish uchun bitta ulanish yoki interfeysdan foydalanadi. Bir tutashgan PV xujayrada faqat energiya hujayra materialining tarmoqli bo'shlig'iga teng yoki undan katta bo'lgan fotonlar elektr zanjiri uchun elektronni bo'shatishi mumkin. Boshqacha qilib aytganda, bir tutashuvli hujayralarning fotovoltaik reaktsiyasi quyosh spektrining energiyasi yutuvchi materialning tarmoqli bo'shlig'idan yuqori bo'lgan qismi bilan cheklangan va past energiyali fotonlar ishlatilmaydi.

Ushbu cheklovni engib o'tishning usullaridan biri kuchlanish hosil qilish uchun ikkita (yoki undan ko'p) turli xil hujayralardan foydalanish, bir nechta tarmoqli bo'shliq va bir nechta ulanishlardir. Bular "ko'p o'rinli" hujayralar (shuningdek, "kaskad" yoki "tandem" hujayralar deb ataladi) deb ataladi. Ko'p ulanishli qurilmalar yuqori umumiy konversiya samaradorligiga erishishi mumkin, chunki ular yorug'likning ko'proq energiya spektrini elektr energiyasiga aylantira oladi.

Quyida ko'rsatilganidek, ko'p ulanish moslamasi - bu tarmoqli bo'shlig'ining kamayish tartibidagi alohida bir bo'lakli hujayralar to'plamidir (Masalan). Yuqori hujayra yuqori energiyali fotonlarni ushlaydi va qolgan fotonlarni pastki diapazonli hujayralar tomonidan so'rilishi uchun o'tkazadi.

Ko'p birikmali hujayralardagi bugungi tadqiqotlarning aksariyati tarkibiy hujayralardan biri (yoki barchasi) sifatida galyum arsenidiga qaratilgan. Bunday hujayralar konsentrlangan quyosh nuri ostida 35% ga yaqin samaradorlikka erishdi. Ko'p ulanish qurilmalari uchun o'rganilgan boshqa materiallar amorf kremniy va mis indiy diselenidi edi.

Misol tariqasida, quyida joylashgan ko'p ulanish moslamasi hujayralar orasidagi elektronlar oqimiga yordam berish uchun galliy indiy fosfidining yuqori xujayrasi, "tunnel birikmasi" va galyum arsenidining pastki hujayrasidan foydalanadi.

Oldingi:Nima uchun fotovoltaiklarga borishingiz kerak?

Keyingisi:Quyoshda birlashtiruvchi quti nima?