> Жаңылыктар > Компания жаңылыктары

Photovotaics деген эмне?

2022-12-22

Фотоэлектрдик жарыктын атомдук деңгээлде электр энергиясына түз айланышы. Кээ бир материалдар жарыктын фотондорун сиңирип, электрондорду чыгара турган фотоэлектрдик эффект деп аталган касиетти көрсөтөт. Бул эркин электрондорду кармаганда, электр тогу катары колдонула турган электр тогу пайда болот.

Фотоэффект биринчи жолу француз физиги Эдмунд Бекерель тарабынан 1839-жылы белгиленип, кээ бир материалдар жарыкка тийгенде аз өлчөмдө электр тогу пайда болорун аныктаган. 1905-жылы Альберт Эйнштейн жарыктын табиятын жана фотоэлектрдик эффекттин негизинде фотоэлектрдик технологияны сүрөттөп, ал үчүн физика боюнча Нобель сыйлыгын алган. Биринчи фотоэлектрдик модул 1954-жылы Bell Laboratories тарабынан курулган. Ал күн батареясы катары эсептелген жана кеңири таралган колдонууга өтө кымбат болгондуктан, негизинен жөн гана кызыгуу болгон. 1960-жылдары космос өнөр жайы космостук кемелердин бортунда энергия менен камсыз кылуу технологиясын биринчи жолу олуттуу колдоно баштады. Космос программалары аркылуу технология өнүккөн, анын ишенимдүүлүгү аныкталып, баасы төмөндөө баштаган. 1970-жылдардагы энергетикалык кризис учурунда фотоэлектрдик технология космостук эмес колдонмолор үчүн энергия булагы катары таанылды.

Жогорудагы диаграммада күн батареясы деп да аталган негизги фотоэлектрдик элементтин иштөөсү көрсөтүлгөн. Күн батареялары микроэлектроника тармагында колдонулган кремний сыяктуу жарым өткөргүч материалдардан жасалган. Күн батареялары үчүн ичке жарым өткөргүч пластинка атайын иштетилет, бир жагы оң, экинчи жагы терс электр талаасын пайда кылат. Жарык энергиясы күн батареясына тийгенде, жарым өткөргүч материалдагы атомдордон электрондор бөлүнүп чыгат. Эгерде электр өткөргүчтөрү оң жана терс жактарына кошулуп, электр чынжырын түзсө, электрондор электр агымы, башкача айтканда, электр тогу түрүндө кармалышы мүмкүн. Бул электр жарыгы же аспап сыяктуу жүктү иштетүү үчүн колдонулушу мүмкүн.

Бири-бири менен электрдик байланышта болгон жана таяныч структурасына же рамкага орнотулган бир катар күн батареялары фотоэлектрдик модул деп аталат. Модулдар, мисалы, жалпы 12 вольт системасы сыяктуу белгилүү бир чыңалууда электр менен камсыз кылуу үчүн иштелип чыккан. Өндүрүлгөн ток модулга канчалык жарык тийгенине түздөн-түз көз каранды.

Бүгүнкү күндөгү эң кеңири таралган PV түзүлүштөрү PV клеткасы сыяктуу жарым өткөргүчтүн ичинде электр талаасын түзүү үчүн бир түйүнчөктү же интерфейсти колдонушат. Жалгыз түйүндүү PV клеткасында энергиясы клетка материалынын тилкелик боштугуна барабар же андан чоң болгон фотондор гана электр чынжырына бир электронду бошотушу мүмкүн. Башкача айтканда, бир түйүндүү клеткалардын фотоэлектрдик реакциясы күндүн спектринин энергиясы жутуучу материалдын тилкелүү тилкесинден жогору болгон бөлүгү менен чектелет, ал эми төмөнкү энергиялуу фотондор колдонулбайт.

Бул чектөөдөн өтүүнүн бир жолу чыңалууну жаратуу үчүн эки (же андан көп) башка клеткаларды, бирден ашык тилкелик боштук жана бирден ашык түйүндөрдү колдонуу болуп саналат. Булар "көп түйүндүү" клеткалар (ошондой эле "каскад" же "тандем" клеткалар деп аталат) деп аталат. Multijunction түзүлүштөрү жарыктын энергетикалык спектринин көбүрөөк бөлүгүн электр энергиясына айландыра алгандыктан, жалпы конверсиянын жогорку натыйжалуулугуна жетише алат.

Төмөндө көрсөтүлгөндөй, көп түйүндүү түзүлүш – бул тилке боштугунун азаюу тартибинде жеке бир туташуучу клеткалардын стеки (Мисалы). Үстүнкү клетка жогорку энергиялуу фотондорду кармап, калган фотондорду төмөнкү тилкелүү клеткаларга сиңирүү үчүн өткөрүп берет.

Көптөгөн клеткалардагы бүгүнкү изилдөөлөрдүн көбү галлий арсенидине компоненттик клеткалардын бири (же бардыгы) катары багытталган. Мындай клеткалар концентрацияланган күн нуру астында 35% га жакын эффективдүүлүккө жеткен. Multijunction түзүлүштөр үчүн изилденген башка материалдар аморфтук кремний жана жез индий diselenide болгон.

Мисал катары, төмөндөгү көп түйүндүү түзүлүш галлий индий фосфидинин үстүнкү клеткасын, клеткалар арасындагы электрондордун агымына жардам берүү үчүн "туннель түйүнү" жана галлий арсенидинин төмөнкү клеткасын колдонот.

Мурунку:Эмне үчүн фотоэлектрге барышыңыз керек?

Кийинки:Күн менен комбайн кутусу деген эмне?