Фотоэлектрический элемент

Фотоэлектрические элементы (ячейки) отвечают исключительно за улавливание солнечной энергии и выработку электроэнергии постоянного тока и объединяются для получения максимальной мощности. Один кремниевый солнечный элемент потенциально способен вырабатывать около 0,5-0,6 вольт электроэнергии.
Улавливая энергию за счет фотоэлектрического эффекта, солнечные фотоэлектрические элементы изготавливаются из таких металлов, как кремний, кадмий, арсенид галлия и других разновидностей. Однако широкое предпочтение отдается кремниевому солнечному фотоэлементу. Солнечные элементы являются строительными блоками солнечных панелей.
Помимо бытового использования, фотоэлектрические солнечные элементы используются в коммерческих целях на фабриках, в игрушках, калькуляторах, радиоприемниках, зарядных устройствах и даже в транспортных средствах.

Солнечный фотоэлектрический элемент имеет немеханические полупроводниковые диоды, которые используют физические и химические свойства для преобразования фотонов солнца в электрическую энергию. Эти полупроводники поглощают солнечный свет через оптическое покрытие, которое является антибликовым, что сводит к минимуму потери.
Фотоэлектрические солнечные элементы имеют размер от 0,5 до 4 дюймов и соединяются вместе, образуя солнечные панели. Далее они комбинируются несколькими способами, образуя массив, отвечающий за массовую выработку электроэнергии.
Эффективность фотоэлектрического элемента определяется как отношение вырабатываемой электроэнергии к получаемому количеству солнечного света. Теоретически максимальный КПД составляет около 33%.

Метод производства солнечных элементов предполагает очистку кремния с последующим изготовлением монокристаллического кремния, который в конечном итоге преобразуется в кремниевые пластины. В процессе легирования в кремниевые пластины добавляются примеси, что способствует созданию электронного дисбаланса, необходимого для проведения электрического тока.
– Тонкие электроды размещаются в верхнем и нижнем слоях.
– Антибликовое покрытие – еще один важный компонент, поскольку чистый кремний отражает около 35% солнечного света.
– Для максимального использования возобновляемого источника энергии используются покрытия из диоксида титана и оксида кремния.
– Следующий шаг – инкапсуляция сформированного солнечного фотоэлектрического элемента в этиленвинилацетат или силиконовый каучук.
– Далее они помещаются в алюминиевые рамы со стеклянными или пластиковыми крышками сверху.

В зависимости от материала солнечные фотоэлементы бывают нескольких типов:
– Солнечные элементы из аморфного кремния
– Биогибридные или гибридные солнечные элементы
– Солнечные элементы с квантовыми точками
– Органические солнечные элементы
– Монокристаллические и поликристаллические солнечные элементы
– Перовскитовые солнечные элементы
– Арсенид галлия германий
– Сенсибилизированный красителем солнечный элемент

Из множества вариантов кремниевые солнечные элементы находят применение в широком диапазоне. Кремниевые солнечные элементы бывают еще трех типов – монокристаллические, поликристаллические и аморфные кремниевые солнечные элементы.
Далее, в зависимости от применения, широко используются монокристаллические и поликристаллические. Солнечные элементы из монокристаллического кремния более эффективны благодаря своей структуре из чистого кремния. Они занимают меньше места, стоят дорого и работают дольше.
Солнечные элементы из поликристаллического кремния представляют собой несколько кристаллических кремниевых элементов, у которых ниже эффективность и цена. Однако им требуется больше места.

Выработка электроэнергии зависит от местоположения в зависимости от:

– Количества дневного света
– Погодных условий
– Конструкции и мощности системы
– Затенение и ориентация крыши
– Загрязнения воздуха
– Эффективности панелей
– Температуры