Vad är principen för solenergiproduktion?
Feb 10, 2023
I takt med att solcellstyperna fortsätter att öka blir användningsområdet allt bredare och marknadsskalan expanderar successivt. I de tidiga dagarna användessolenergiproduktionanvändes främst inom militär- och rymdområdet. För närvarande har solenergi kommit in i industri-, kommersiell-, jordbruks-, kommunikations-, hushållsapparater och allmännyttiga sektorer. Solenergiapplikationer är uppdelade i flera områden: små solkraftverk för hemmabruk, stora elnätsanslutna kraftverk, byggnadsintegrerade solcellsglasgardinväggar, gatubelysning för solenergi, komplementära gatubelysningar för vind och sol, kompletterande strömförsörjningssystem för vind och sol. , till exempel: solenergi trädgårdslampor; solenergianvändarsystem; särskilt oberoende system för byns kraftförsörjning, som kan användas i avlägsna områden, berg, öknar, öar och landsbygdsområden för att spara kostsamma överföringsledningar; och fotovoltaiska vattenpumpar (dricksvatten eller bevattning); kommunikationsströmförsörjning; katodiskt skydd för oljeledningar; fiberoptisk kommunikation station strömförsörjning; system för avsaltning av havsvatten; vägmärken i städer; vägskyltar etc.
Generering av solenergi uppnås genom att använda solenergi och de elektroniska egenskaperna hos halvledarmaterial för att generera elektricitet.
1. Principen för solenergigenerering (fotovoltaisk kraftgenerering): solljus som lyser på halvledar-pn-övergången, bildandet av nya hål-elektronpar, i pn-övergångens elektriska fält, hål från n-regionen till p-regionen, elektroner från p-regionen till n-regionen, kretsen är ansluten till bildandet av ström. Detta är arbetsprincipen för solcell med fotoelektrisk effekt. (Som visas på bilden:)
2. Solenergi på två sätt: det ena är ljus-värme-el-konverteringsmetoden, det andra är ljus-el-direktkonverteringsmetoden.
A. Lätt-termisk-elektricitetsomvandlingsmetod: Genom att använda den termiska energin som genereras av solstrålning för att generera elektricitet, vanligtvis av solfångare för att omvandla den absorberade termiska energin till ånga av arbetsmassan, och sedan driva turbinen för att generera elektricitet. Den förstnämnda processen är ljus-till-värme-omvandlingsprocessen; den senare processen är värme-till-el-omvandlingsprocessen, samma som vanlig termisk kraftgenerering.
B. Direkt ljus - elkonverteringsmetod (fotovoltaisk kraftgenerering): användningen av fotoelektrisk effekt, solstrålningsenergin direkt till el. Den grundläggande enheten för ljus - elkonvertering är solcellen.
Solceller är en direkt omvandling av solenergi till elektrisk energi på grund av den fotovoltaiska effekten, är en halvledarfotodiod. När solljuset lyser på fotodioden omvandlar fotodioden solens ljusenergi till elektrisk energi (se figur). Detta är lätt att implementera och billigare och har använts flitigt.
Material som kan ge fotovoltaisk effekt: monokristallint kisel, polykristallint kisel, amorft kisel, galliumarsenid, kopparindiumselenid, etc. Kristallint kisel av P-typ doppas med fosfor för att erhålla kisel av N-typ och bildar en PN-övergång. Kristallint kisel är det grundläggande cellmaterialet, och solceller framställda med kristallina kiselmaterial inkluderar huvudsakligen: monokristallina kiselsolceller, gjutna polykristallina kiselsolceller, amorfa kiselsolceller och tunnfilmskristallina kiselceller. Monokristallina kiselceller har egenskaperna för hög cellomvandlingseffektivitet och god stabilitet, men kostnaden är hög; amorfa kiselsolceller har egenskaperna hög produktionseffektivitet och låg kostnad, men konverteringseffektiviteten är låg och effektiviteten avtar relativt snabbt; gjutning av polykristallina kiselsolceller har stabil konverteringseffektivitet och det högsta förhållandet mellan prestanda och pris; tunnfilmskristallina kiselsolceller befinner sig i forsknings- och utvecklingsstadiet. Solceller i kiselserien, monokristallint kisel och polykristallina kiselceller fortsätter att dominera PV-marknaden, andelen monokristallint kisel och polykristallint kisel har överstigit 80 procent.
Solcellsproduktionsprocessen kan grovt delas in i fem steg: reningsprocessen, stavdragningsprocessen, skivningsprocess, celltillverkningsprocessen och förpackningsprocessen.
Processen för solenergiproduktion.
Ta nu kristallen som ett exempel för att beskriva processen för ljusgenerering. När ljus lyser på solcellens yta absorberas en del av fotonerna av kiselmaterialet; fotonernas energi överförs till kiselatomerna, vilket gör att elektronövergångar sker, och de fria elektronerna klungar ihop sig på båda sidor om PN-övergången för att bilda en potentialskillnad, och när kretsen ansluts externt kommer en ström att flyta genom extern krets för att producera en viss uteffekt under inverkan av spänningen. När många celler kopplas i serie eller parallellt kan en solcellsuppsättning med stor uteffekt bildas.
