Основните принципи и предимства на фотоволтаичното производство на електроенергия

Фотоволтаичното генериране на електроенергия е технология, която директно преобразува светлинната енергия в електричество, използвайки фотоволтаичния ефект на полупроводниковия интерфейс. Състои се главно от три части: слънчеви панели, контролери и инвертори. Основните компоненти са електронни компоненти. След като слънчевите клетки са свързани последователно, те могат да бъдат опаковани и защитени, за да образуват модули за слънчеви клетки с голяма площ, които след това могат да бъдат комбинирани с контролери на мощността и други компоненти, за да образуват фотоволтаични устройства за генериране на енергия.

Основният принцип на фотоволтаичното генериране на енергия е фотоелектричният ефект на полупроводниците. Когато фотоните облъчват метал, тяхната енергия може да бъде напълно погълната от електроните в метала. Енергията, погълната от електроните, е достатъчно голяма, за да преодолее силата на Кулон вътре в металните атоми, за да извърши работа, и да избяга от металната повърхност, за да стане фотоелектрон. Силициевите атоми имат четири външни електрона. Ако чистият силиций се легира с атоми с пет външни електрона, като например фосфорни атоми, той се превръща в полупроводник от N-тип. Ако чистият силиций се легира с атоми с три външни електрона, като например борни атоми, той образува полупроводник от тип P. Когато P-тип и N-тип се комбинират заедно, контактната повърхност ще образува потенциална разлика, превръщайки се в слънчева клетка. Когато слънчевата светлина свети върху pn прехода, токът протича от страната на P-типа към страната на N-типа, образувайки ток.

Фотоелектричният ефект е важно и магическо явление във физиката. При излъчване на електромагнитни вълни над определена честота (известна като гранична честота), електроните в определени вещества абсорбират енергия и излизат, за да образуват електрически ток, известен като фотоелектричен. Схематичната диаграма на фотоволтаичното производство на електроенергия показва, че поликристалният силиций се преработва в силициеви пластини чрез процеси като леене на слитък, чупене на слитък и нарязване. Легиране и дифузия на следи от бор, фосфор и др. Върху силиконовата пластина ще се образува pn преход. След това, чрез ситопечат, фино приготвената сребърна паста се отпечатва върху силиконовата пластина, за да образува решетъчни линии. След синтероване, той също се прави в заден електрод и антирефлексно покритие е покрито върху повърхността с решетки, за да се направят батерийни клетки. Батерията е подредена и комбинирана, за да образува батериен модул, образуващ голяма печатна платка. Обикновено компонентите са заобиколени от алуминиева рамка, със стъклено покритие отпред и електроди отзад. С компоненти на батерията и друго спомагателно оборудване може да се формира система за генериране на електроенергия. За да преобразувате постоянен ток в променлив, е необходимо да инсталирате инвертор. След генериране на електроенергия, тя може да се съхранява в батерии или да се въведе в обществената електрическа мрежа. В цената на системите за производство на електроенергия компонентите на батерията представляват приблизително 50%, докато преобразувателите на ток, разходите за инсталиране, други спомагателни компоненти и други разходи представляват допълнителни 50%.