Многопереходные солнечные элементы

Многопереходный солнечный элемент состоит из различных слоев полупроводников. Эти слои играют роль поглощения солнечного света и преобразования его в электричество.
Солнечные лучи имеют разную длину волны, и это основная причина, по которой вы видите семь цветов в радуге. Когда лучи разной длины попадают на многопереходный солнечный элемент, они поглощаются. Таким образом, солнечные панели с несколькими переходами имеют более высокую эффективность, чем традиционные.
Теперь, зная, что многопереходный солнечный элемент имеет разные слои для поглощения света, пришло время понять, как устроены эти слои.
Традиционный однослойный солнечный элемент изготавливается из кремниевых полупроводников. Однако для многопереходного солнечного элемента в качестве полупроводников используются такие материалы, как индий-галлий, германий и галлий-фосфид индия.
Все эти слои наложены друг на друга, чтобы повысить эффективность солнечной панели.

Чтобы понять работу многослойного солнечного элемента, необходимо знать, как именно солнечный свет преобразуется в электричество. Для этого давайте сначала посмотрим на работу однопереходных солнечных элементов.
Традиционные солнечные элементы имеют два слоя:
— N-тип: Состоит из высокой концентрации электронов.
— P-тип: Состоит из относительно более низкой концентрации электронов.
Когда солнечные лучи попадают на слой n-типа, электроны перемещаются из одного слоя в другой, создавая электрический ток. Этот поток тока является электричеством.
В многопереходном солнечном элементе наложение трех слоев полупроводников создает два перехода. Таким образом, когда солнечный свет попадает на слой полупроводника, электроны движутся ко всем слоям. При наличии двух переходов вырабатывается больше мощности, что приводит к высокой эффективности.
Таким образом, многопереходные солнечные элементы способны генерировать больше энергии. Следующие пункты простыми словами суммируют фотоэлектрический эффект, используемый солнечными панелями для производства электроэнергии:
— Солнечный свет попадает в солнечные элементы и высвобождает электроны, присутствующие в полупроводниковом слое.
— Ослабленные электроны проходят через многочисленные соединения полупроводниковых слоев, что приводит к созданию электрического заряда.
— Проводящие провода, подключенные к панелям, передают генерируемую электроэнергию солнечному инвертору, который преобразует электричество постоянного тока в электричество переменного тока.

Многопереходный солнечный элемент имеет более одного pn-перехода для поглощения электрического тока. Это помогает максимизировать выработку электроэнергии.
Итак, какое максимальное количество энергии может произвести солнечная панель с этими элементами?
В ходе лабораторных исследований разработчики и изобретатели обнаружили, что эффективность многопереходных ячеек составляет около 43%. Эта цифра намного превышает максимальный КПД однопереходной ячейки, который составляет около 25%.

Все вышеперечисленные моменты доказывают, что многопереходные солнечные элементы являются лучшим решением для экологически чистого производства электроэнергии. Однако он имеет определенные ограничения, такие как:
— более высокая цена из-за сложного производственного процесса и множества требований к материалам
— в настоящее время они недоступны на коммерческом рынке.
— им нужен высококонцентрированный солнечный свет, чтобы генерировать максимальное количество электроэнергии.

Инновации в составе, конструкции и дизайне солнечных элементов находятся в авангарде текущих достижений, что приводит к увеличению эффективности солнечных панелей.
Однако многопереходные солнечные элементы еще недоступны для массового применения, поскольку все еще проходят испытания и исследования.