Фотаэлектрычныя элементы, таксама вядомыя як сонечныя батарэі, сталі ключавым гульцом у сектары аднаўляльных крыніц энергіі.Гэтыя прылады зрабілі рэвалюцыю ў выкарыстанні сонечнай энергіі для вытворчасці электрычнасці.У гэтым артыкуле мы паглыбімся ў захапляльны светфотаэлектрычныя элементыі даследаваць, як яны выпрацоўваюць электрычнасць.
У аснове фотаэлектрычнага элемента ляжыць паўправадніковы матэрыял, звычайна выраблены з крэмнію.Калі фатоны сонечнага святла трапляюць на паверхню клеткі, яны ўзбуджаюць электроны ў матэрыяле, прымушаючы іх адрывацца ад атамаў.Гэты працэс называецца фотаэлектрычным эфектам.
Каб скарыстацца перавагамі гэтых вызваленых электронаў, батарэі складаюцца ў пласты з рознымі ўласцівасцямі.Верхні пласт зроблены з матэрыялаў, спецыяльна прызначаных для паглынання сонечнага святла.Ніжэй гэтага пласта знаходзіцца актыўны пласт, які складаецца з паўправадніковага матэрыялу.Ніжні пласт, які называецца задні кантактны пласт, дапамагае збіраць электроны і пераносіць іх з клеткі.
Калі сонечнае святло пранікае ў верхні пласт клеткі, яно ўзбуджае электроны ў атамах паўправадніковага матэрыялу.Затым гэтыя ўзбуджаныя электроны могуць свабодна рухацца ўнутры матэрыялу.Аднак, каб выпрацоўваць электрычнасць, электроны павінны цячы ў пэўным кірунку.
Тут уступае ў сілу электрычнае поле ўнутры клеткі.Паўправадніковы матэрыял у актыўным пласце легаваны прымешкамі для стварэння электроннага дысбалансу.Гэта стварае станоўчы зарад з аднаго боку батарэі і адмоўны зарад з другога.Мяжа паміж гэтымі двума абласцямі называецца pn-пераходам.
Калі электрон узбуджаецца фатонам і адрываецца ад свайго атама, ён прыцягваецца да станоўча зараджанага боку клеткі.Калі ён рухаецца да вобласці, ён пакідае станоўча зараджаную "дзірку" на сваім месцы.Гэты рух электронаў і дзірак стварае электрычны ток у батарэі.
Аднак у свабодным стане электроны не могуць выкарыстоўвацца для харчавання знешніх прылад.Каб выкарыстоўваць іх энергію, металічныя кантакты размяшчаюцца на верхнім і ніжнім пластах клетак.Калі праваднікі падключаюцца да гэтых кантактаў, электроны цякуць па ланцугу, ствараючы электрычны ток.
Адзін фотаэлектрычны элемент вырабляе адносна невялікую колькасць электраэнергіі.Такім чынам, некалькі элементаў злучаюцца разам, каб утварыць большы блок, які называецца сонечнай панэллю або модулем.Гэтыя панэлі можна падключаць паслядоўна або паралельна для павелічэння выхаднога напружання і току ў залежнасці ад патрабаванняў сістэмы.
Пасля выпрацоўкі электрычнасці яе можна выкарыстоўваць для харчавання розных прылад і прыбораў.У сістэме, прывязанай да сеткі, лішкі электраэнергіі, выпрацаваныя сонечнымі батарэямі, могуць вяртацца ў сетку, кампенсуючы патрэбу ў вытворчасці выкапнёвага паліва.У аўтаномных сістэмах, такіх як тыя, якія выкарыстоўваюцца ў аддаленых раёнах, выпрацаваная электраэнергія можа захоўвацца ў батарэях для наступнага выкарыстання.
Фотаэлектрычныя элементызабяспечыць экалагічна чыстае, устойлівае і аднаўляльнае рашэнне для нашых энергетычных патрэб.Яны могуць значна паменшыць нашу залежнасць ад выкапнёвага паліва і змякчыць уздзеянне вытворчасці электраэнергіі на навакольнае асяроддзе.Па меры развіцця тэхналогій мы можам убачыцьфотаэлектрычныя элементыстановяцца больш эфектыўнымі і таннымі, што робіць іх неад'емнай часткай нашага будучага энергетычнага ландшафту.
Час публікацыі: 27 лістапада 2023 г