Principiul de funcționare
Principalul lucru - a nu se confunda cu colectoarele solare fotoelectrice (atât cele, iar altele sunt adesea denumite „panouri solare“). În cazul în care acțiunile colectoare principiu se bazează pe încălzirea lichidului de răcire, bariera de lumină produc în mod direct de energie electrică. În centrul activității lor - efectul fotoelectric, care constă în generarea unui curent atunci când sunt expuse la lumina soarelui în materiale semiconductoare.
Semiconductors numite substanțe a căror atomi sau conțin o cantitate în exces de electroni (de tip n), sau invers, pentru a testa deficienței (tip p). Cei p-regiune a elementelor de structură care ar putea fi electronii sunt numite „găuri“. Prin urmare, celula solară pe bază de semiconductor este compus din două straturi, cu diferite tipuri de conductivitate.
Cum panouri solare cu o astfel de structură? Urmează. Elementul strat interior realizat dintr-un p-semiconductor, exterior mult mai subțire - n-semiconductor. La straturile limită, așa-numita „zonă de p-n tranziție“, format prin formarea șarjelor pozitive în vrac n-strat și negativ - în p-strat.
În zona de tranziție există o anumită barieră de energie cauzată de diferența de potențial responsabil. Aceasta împiedică pătrunderea transportatorii majore electrocharge dar liber trece minoritatea, și în direcții opuse. Sub influența porțiunii luminii solare a fotonilor absorbite de elementul de suprafață și generează suplimentar „hole-electron“ pereche. Adică, electronii și golurile sunt mutate dintr-un semiconductor la altul, oferindu-le sarcină negativă sau pozitivă suplimentară. Astfel, diferența inițială de tensiune între n și p-strat este redus, iar curentul electric generat într-un circuit extern.
Caracteristici ale structurii
Multe barieră de lumină modernă are doar un singur p-n joncțiune. Astfel, trecerea în mod liber purtătorilor de sarcină sunt generate doar de fotonii din care energia este fie mai mare sau egală cu lățimea „diferenței de bandă“ la interfața. Acest lucru înseamnă că fotoni cu un conținut mai mic de energie nu este pur și simplu utilizat, care, la rândul său, reduce semnificativ randamentul celulei. Pentru a depăși această limitare au fost create mai multe straturi (cel mai adesea - patru straturi) fotostruktury.
Acestea permit utilizarea unei părți mult mai mare din spectrul solar, și au o performanță mai bună. Și un celule solare, astfel încât razele a căzut pe primul salt cu diferența de bandă largă. Astfel absorbit mai mulți fotoni de energie „intensiv“, fotonii cu continut redus de energie sunt mai profunde și să stimuleze elementele rămase.
Și ce sunt panourile solare?
Celulele solare, al cărui principiu se bazează pe efectul fotoelectric, creat mult timp în urmă. Principala dificultate în fabricarea lor este selectarea materialelor capabile să genereze un curent suficient de puternic. Primele experimente au fost efectuate cu celule de seleniu, dar performanța lor a fost foarte scăzută (aproximativ 1%). Acum, celule solare utilizate în principal de siliciu, performanța acestor dispozitive este de aproximativ 22%. Mai mult decât atât, în mod constant noi mostre in curs de dezvoltare de celule (de exemplu, folosind arseniura de galiu sau indiu) având o eficiență mai mare. Eficiența maximă a celulelor solare este de 44,7% în prezent.
Dar aceste elemente sunt foarte scumpe și până în prezent numai în laborator. larg răspândit celula primit pe baza de siliciu monocristalin sau policristalin, precum și elemente de film subțire. Fotocelule pe cristale unice sunt mai scumpe, dar au o mai bună performanță policristalin este mai ieftin, dar din cauza structurii neomogene a mai puțin eficiente. În producția de celule de tip film subțire nu se aplică cristale și depus pe un substrat de siliciu straturi flexibile.