> Iroyin > Awọn iroyin Ile-iṣẹ

Kini photovotaics?

2022-12-22

Photovoltaics jẹ iyipada taara ti ina sinu ina ni ipele atomiki. Diẹ ninu awọn ohun elo ṣe afihan ohun-ini kan ti a mọ si ipa fọtoelectric ti o mu ki wọn fa awọn fọto ti ina ati tu awọn elekitironi silẹ. Nigbati awọn elekitironi ọfẹ wọnyi ba gba, awọn abajade lọwọlọwọ itanna ti o le ṣee lo bi ina.

Ipa fọtoelectric ni akọkọ ṣe akiyesi nipasẹ onimọ-jinlẹ Faranse kan, Edmund Bequerel, ni ọdun 1839, ti o rii pe awọn ohun elo kan yoo gbe awọn iwọn ina mọnamọna kekere jade nigbati o farahan si ina. Ni ọdun 1905, Albert Einstein ṣe apejuwe iru ina ati ipa fọtoelectric lori eyiti o da lori imọ-ẹrọ fọtovoltaic, fun eyiti o gba ẹbun Nobel nigbamii ni fisiksi. Module fotovoltaic akọkọ ni a kọ nipasẹ Bell Laboratories ni ọdun 1954. O jẹ idiyele bi batiri oorun ati pe o jẹ iwunilori pupọ julọ nitori pe o gbowolori pupọ lati ni anfani ni ibigbogbo. Ni awọn ọdun 1960, ile-iṣẹ aaye bẹrẹ lati ṣe lilo pataki akọkọ ti imọ-ẹrọ lati pese agbara lori ọkọ ofurufu. Nipasẹ awọn eto aaye, imọ-ẹrọ ti ni ilọsiwaju, igbẹkẹle rẹ ti fi idi mulẹ, ati iye owo bẹrẹ si kọ. Lakoko aawọ agbara ni awọn ọdun 1970, imọ-ẹrọ fọtovoltaic gba idanimọ bi orisun agbara fun awọn ohun elo ti kii ṣe aaye.

Aworan ti o wa loke ṣapejuwe iṣẹ ṣiṣe ti sẹẹli photovoltaic ipilẹ kan, ti a tun pe ni sẹẹli oorun. Awọn sẹẹli oorun jẹ iru awọn ohun elo semikondokito kanna, gẹgẹbi ohun alumọni, ti a lo ninu ile-iṣẹ microelectronics. Fun awọn sẹẹli oorun, wafer semikondokito tinrin jẹ itọju pataki lati ṣe aaye ina, rere ni ẹgbẹ kan ati odi ni ekeji. Nigbati agbara ina ba kọlu sẹẹli oorun, awọn elekitironi ti wa ni titu lati awọn ọta inu ohun elo semikondokito. Ti awọn olutọsọna itanna ba so mọ awọn ẹgbẹ rere ati odi, ti o ṣẹda Circuit itanna, awọn elekitironi le gba ni irisi lọwọlọwọ ina - iyẹn ni, ina. Lẹ́yìn náà, a lè lo iná mànàmáná yìí láti fi gbé ẹrù, bí ìmọ́lẹ̀ tàbí ohun èlò kan.

Nọmba awọn sẹẹli oorun ti itanna ti a ti sopọ si ara wọn ati ti a gbe sinu eto atilẹyin tabi fireemu ni a pe ni module fọtovoltaic. Awọn modulu jẹ apẹrẹ lati pese ina ni foliteji kan, gẹgẹbi eto 12 volts ti o wọpọ. Awọn ti isiyi produced ni taara ti o gbẹkẹle lori bi Elo ina kọlu awọn module.

Awọn ẹrọ PV ti o wọpọ julọ lode oni lo ọna asopọ kan, tabi wiwo, lati ṣẹda aaye ina laarin semikondokito bii sẹẹli PV kan. Ninu sẹẹli PV-iparapọ kan, awọn photon nikan ti agbara wọn dọgba si tabi tobi ju aafo ẹgbẹ ti ohun elo sẹẹli le gba elekitironi laaye fun iyika ina. Ni awọn ọrọ miiran, idahun fọtovoltaic ti awọn sẹẹli idapọ-ọkan ni opin si apakan ti iwoye oorun ti agbara rẹ wa loke aafo ẹgbẹ ti ohun elo gbigba, ati awọn photon agbara-kekere ko lo.

Ọna kan lati wa ni ayika aropin yii ni lati lo awọn sẹẹli oriṣiriṣi meji (tabi diẹ sii), pẹlu aafo ẹgbẹ to ju ọkan lọ ati junction diẹ sii, lati ṣe ina foliteji kan. Iwọnyi ni a tọka si bi awọn sẹẹli “multijunction” (tun npe ni “kascade” tabi awọn sẹẹli “tandem”). Awọn ẹrọ multijunction le ṣaṣeyọri iṣẹ ṣiṣe iyipada lapapọ ti o ga julọ nitori wọn le ṣe iyipada diẹ sii ti iwọn agbara ina si ina.

Gẹgẹbi a ṣe han ni isalẹ, ẹrọ multijunction jẹ akopọ ti awọn sẹẹli-ipapọ ẹyọkan ni ilana sisọkalẹ ti aafo ẹgbẹ (Fun apẹẹrẹ). Awọn sẹẹli ti o ga julọ n gba awọn photon ti o ni agbara ti o ga julọ ati ki o gbe iyoku awọn photon naa lọ lati gba nipasẹ awọn sẹẹli-band-aafo kekere.

Pupọ ti iwadii oni ni awọn sẹẹli multijunction fojusi lori gallium arsenide bi ọkan (tabi gbogbo) ti awọn sẹẹli paati. Iru awọn sẹẹli ti de awọn iṣẹ ṣiṣe ti o to 35% labẹ ifọkansi ti oorun. Awọn ohun elo miiran ti a ṣe iwadi fun awọn ẹrọ multijunction ti jẹ silikoni amorphous ati indium diselenide Ejò.

Gẹgẹbi apẹẹrẹ, ẹrọ multijunction ti o wa ni isalẹ nlo sẹẹli oke ti gallium indium phosphide, "ipapọ oju eefin," lati ṣe iranlọwọ fun sisan ti awọn elekitironi laarin awọn sẹẹli, ati sẹẹli isalẹ ti gallium arsenide.

Ti tẹlẹ:Kini idi ti o yẹ ki o lọ fun awọn fọtovoltaics?

Itele:Bawo ni nipa awọn idiyele gbigbe?