Fotovoltaik energiya ishlab chiqarishning asosiy tamoyillari va afzalliklari

Fotovoltaik energiya ishlab chiqarish yarimo'tkazgich interfeysida fotovoltaik effekt yordamida yorug'lik energiyasini bevosita elektr energiyasiga aylantiradigan texnologiyadir. U asosan uch qismdan iborat: quyosh panellari, kontrollerlar va invertorlar. Asosiy komponentlar elektron komponentlardir. Quyosh xujayralari ketma-ket ulangandan so'ng, ular katta maydonli quyosh batareyasi modullarini yaratish uchun qadoqlanishi va himoyalanishi mumkin, keyinchalik ular fotovoltaik energiya ishlab chiqarish qurilmalarini yaratish uchun quvvat boshqaruvchilari va boshqa komponentlar bilan birlashtirilishi mumkin.

Fotovoltaik energiya ishlab chiqarishning asosiy printsipi yarim o'tkazgichlarning fotoelektrik ta'siridir. Fotonlar metallni nurlantirganda, ularning energiyasi metalldagi elektronlar tomonidan to'liq so'rilishi mumkin. Elektronlar tomonidan so'rilgan energiya ish bajarish uchun metall atomlari ichidagi Kulon kuchini engib, fotoelektronlarga aylanish uchun metall sirtidan qochib qutulish uchun etarlicha katta. Silikon atomlari to'rtta tashqi elektronga ega. Agar sof kremniyga beshta tashqi elektronli atomlar, masalan, fosfor atomlari qo'shilsa, u N tipidagi yarimo'tkazgichga aylanadi. Agar sof kremniyga uchta tashqi elektronli atomlar, masalan, bor atomlari qo'shilsa, u P tipidagi yarimo'tkazgichni hosil qiladi. P-tipi va N-tipi birlashtirilganda, kontakt yuzasi potentsial farqni hosil qiladi va quyosh batareyasiga aylanadi. Quyosh nurlari pn o'tish joyiga tushganda, oqim P tipidagi tomondan N tipidagi tomonga oqib, oqim hosil qiladi.

Fotoelektrik effekt fizikada muhim va sehrli hodisadir. Elektromagnit to'lqinlarning ma'lum bir chastotadan (chegara chastotasi deb nomlanadi) nurlanishi ostida ma'lum moddalardagi elektronlar energiyani yutadi va fotoelektrik deb nomlanuvchi elektr tokini hosil qilish uchun qochib ketadi. Fotovoltaik energiya ishlab chiqarishning sxematik diagrammasi shuni ko'rsatadiki, polikristalli kremniy ingot quyish, ingot sindirish va kesish kabi jarayonlar orqali kremniy gofretlarga qayta ishlanadi. Bor, fosfor va boshqalarning iz miqdorini doping va diffuziya qilish. Kremniy plitasida pn birikmasi hosil bo'ladi. Keyin, ekranli bosib chiqarish orqali, nozik tayyorlangan kumush pasta, panjara chiziqlarini hosil qilish uchun silikon gofretga bosiladi. Sinterlashdan so'ng, u orqa elektrodga aylanadi va batareya hujayralarini yaratish uchun sirtga panjara chiziqlari bilan aks etuvchi qoplama qo'llaniladi. Batareya katta elektron platani tashkil etuvchi batareya modulini hosil qilish uchun tartibga solinadi va birlashtiriladi. Odatda, komponentlar alyuminiy ramka bilan o'ralgan bo'lib, old tomondan shisha qoplama va orqa tomonda elektrodlar mavjud. Batareya komponentlari va boshqa yordamchi uskunalar bilan energiya ishlab chiqarish tizimini shakllantirish mumkin. To'g'ridan-to'g'ri oqimni o'zgaruvchan tokka aylantirish uchun inverterni o'rnatish kerak. Elektr energiyasi ishlab chiqarilgandan so'ng, uni batareyalarda saqlash yoki umumiy elektr tarmog'iga kiritish mumkin. Energiya ishlab chiqarish tizimlarining narxida batareya komponentlari taxminan 50% ni tashkil qiladi, joriy konvertorlar, o'rnatish xarajatlari, boshqa yordamchi komponentlar va boshqa xarajatlar qo'shimcha 50% ni tashkil qiladi.