> Nijs > Company Nijs

Wat is fotovotaics?

2022-12-22

Photovoltaics is de direkte konverzje fan ljocht yn elektrisiteit op it atoomnivo. Guon materialen eksposearje in eigenskip bekend as it fotoelektryske effekt dat feroarsaket dat se fotonen fan ljocht absorbearje en elektroanen frijlitte. As dizze frije elektroanen wurde fongen, ûntstiet in elektryske stroom dy't brûkt wurde kin as elektrisiteit.

It fotoelektryske effekt waard foar it earst opmurken troch in Frânske natuerkundige, Edmund Bequerel, yn 1839, dy't fûn dat bepaalde materialen lytse hoemannichten elektryske stroom produsearje soene as se bleatsteld oan ljocht. Yn 1905 beskreau Albert Einstein de aard fan ljocht en it fotoelektryske effekt dêr't fotovoltaïske technology op basearre is, wêrfoar't er letter in Nobelpriis foar de natuerkunde wûn. De earste fotovoltaïske module waard boud troch Bell Laboratories yn 1954. It waard berekkene as in sinnebatterij en wie meast gewoan in nijsgjirrigens, om't it te djoer wie om wiidferspraat te brûken. Yn 'e 1960's begon de romteyndustry it earste serieuze gebrûk fan 'e technology te meitsjen om macht oan board fan romtefarders te leverjen. Troch de romteprogramma's, de technology avansearre, de betrouberens waard fêststeld, en de kosten begûnen te sakjen. Yn 'e enerzjykrisis yn' e jierren '70 krige fotovoltaïske technology erkenning as in boarne fan krêft foar net-romteapplikaasjes.

It boppesteande diagram yllustrearret de wurking fan in basis fotovoltaïske sel, ek wol in sinnesel neamd. Sinnesellen wurde makke fan deselde soarten semiconductor materialen, lykas silisium, brûkt yn de mikro-elektroanyske yndustry. Foar sinnesellen wurdt in tinne healgeleiderwafel spesjaal behannele om in elektrysk fjild te foarmjen, posityf oan de iene kant en negatyf oan de oare. As ljochtenerzjy de sinnesel treft, wurde elektroanen los slein fan de atomen yn it healgeleidermateriaal. As elektryske kondukteurs oan 'e positive en negative kanten ferbûn binne, en foarmje in elektryske sirkwy, kinne de elektroanen wurde fêstlein yn' e foarm fan in elektryske stroom - dat is elektrisiteit. Dizze elektrisiteit kin dan brûkt wurde om in lading oan te driuwen, lykas in ljocht of in ark.

In oantal sinnesellen dy't elektrysk oan elkoar ferbûn binne en yn in draachstruktuer of frame fêstmakke binne, wurdt in fotovoltaïske module neamd. Modules binne ûntworpen om elektrisiteit te leverjen op in bepaalde spanning, lykas in gewoan 12 volt systeem. De hjoeddeistige produsearre is direkt ôfhinklik fan hoefolle ljocht de module slacht.

De meast foarkommende PV-apparaten fan hjoed brûke in inkele knooppunt, as ynterface, om in elektrysk fjild te meitsjen binnen in heale geleider lykas in PV-sel. Yn in single-junction PV-sel kinne allinich fotonen waans enerzjy gelyk is oan of grutter is as de bandgap fan it selmateriaal kin in elektroan befrije foar in elektryske sirkwy. Mei oare wurden, de fotovoltaïske reaksje fan sellen mei ien knooppunt is beheind ta it diel fan it sinnespektrum wêrfan de enerzjy boppe de bandgap fan it absorbearjende materiaal is, en fotonen mei legere enerzjy wurde net brûkt.

Ien manier om dizze beheining om te kommen is om twa (of mear) ferskillende sellen te brûken, mei mear dan ien bandgap en mear as ien knooppunt, om in spanning te generearjen. Dizze wurde oantsjutten as "multijunction" sellen (ek wol "kaskade" of "tandem" sellen neamd). Multijunction-apparaten kinne in hegere totale konverzje-effisjinsje berikke, om't se mear fan it enerzjyspektrum fan ljocht kinne konvertearje nei elektrisiteit.

Lykas hjirûnder werjûn, is in multijunction apparaat in steapel yndividuele single-junction sellen yn ôfnimmende folchoarder fan band gap (Bygelyks). De boppeste sel vangt de hege-enerzjy fotonen en stjoert de rest fan 'e fotonen troch om op te nimmen troch sellen mei legere bângap.

In protte fan hjoeddeistich ûndersyk yn multijunction-sellen rjochtet him op galliumarsenide as ien (of alle) fan 'e komponintsellen. Sokke sellen hawwe effisjinsje berikt fan sawat 35% ûnder konsintrearre sinneljocht. Oare materialen studearre foar multijunction-apparaten binne amorf silisium en koperindiumdiselenide west.

As foarbyld brûkt it multijunction-apparaat hjirûnder in topsel fan gallium indium phosphide, "in tunnelknooppunt," om de stream fan elektroanen tusken de sellen te helpen, en in ûnderste sel fan galliumarsenide.

Foarige:Wêrom moatte jo gean foar fotovoltaïsy?

Folgjende:Hoe sit it mei de ferstjoerkosten?