солнечный батарея
Автор Ёанёк задал вопрос в разделе Естественные науки
Как работает солнечная батарея? и получил лучший ответ
Ответ от Любопытная[гуру]
Источник жизни и.. . технологий
Солнце, прямо или косвенно, предоставляет нам разнообразнейший выбор возобновляемых источников энергии. Под его влиянием происходит движение атмосферного воздуха, возникают морские волны, начинают свою жизнь океанические течения, тает лед. Все это, в свою очередь, привело к появлению ветроэнергетических установок, морских, волновых и даже ледниковых электростанций. Впрочем, и привычные гидроэлектростанции обязаны своим появлением Солнцу, без которого испарение атмосферных осадков и круговорот воды в природе были бы невозможны.
Из всех использующих Солнце технологий фотоэлектрическая энергетика имеет наиболее впечатляющие перспективы. Фотоэлектрические установки не содержат движущихся частей, надежны, имеют сравнительно простое устройство, практически не требуют ухода и бережно относятся к окружающей среде. К тому же, они используют энергию Солнца напрямую и начинают работу сразу, как только на них упадут лучи света. Разумеется, у технологии есть и очевидные недостатки: рассеянность света, нерегулярность его поступления, зависящая от климатических условий, времени суток и сезона.
Принцип действия
Фотоэлектрические энергетические установки представляют собой солнечные батареи, преобразующие солнечный свет в электрический ток. Они обычно изготовляются в виде тонких кремниевых пластин прямоугольной или круговой формы размером 5-10 сантиметров.
Принцип работы солнечных батарей основан на фотогальваническом эффекте. Попадая на поверхность полупроводника, фотоны солнечного света вырывают электроны из его атомов. Под влиянием специального химического вещества, добавляемого в структуру материала, освобожденные электроны перемещаются в определенном направлении, в результате чего образуется электрический ток.
Благодаря фотогальваническому эффекту типичная четырехдюймовая солнечная батарея производит около ватта электричества.
Технология производства
Процесс производства батарей состоит из нескольких этапов. Сначала кремний тщательно очищают от примесей и расплавляют. Затем из расплава получают твердый монолитный цилиндр, называемый болванкой. От цилиндра отрезаются тончайшие пластины, и после надлежащей химической обработки они формируют фотоэлектрические ячейки, которые часто принято называть солнечными батареями. Новейшие методы производства позволяют вместо цилиндрической болванки в качестве заготовки использовать кремниевые ленты, блоки или пленки. Для очистки кремния, большей частью, все еще применяется несовершенная, разработанная три десятилетия назад хлорисановая технология производства, в числе прочих недостатков которой? высокая экологическая опасность.
Для большей эффективности и практичности множество ячеек параллельно или последовательно соединяют в стеклянный корпус? модуль.
Множество модулей, в свою очередь, образует массив. Добавлением массивов можно получить столько энергии, сколько необходимо. Например, Экспериментальный фотоэлектрический дом в Центре солнечной энергии (США, Флорида) имеет крышу площадью более 200 кв. метров, которая целиком покрыта солнечными батареями, вместе производящими около 800 киловатт часов в месяц. Получаемая от Солнца энергия обеспечивает 75% всех потребностей здания. Самый крупный в мире комплекс солнечных электростанций в Калифорнии, используя модульные параболические концентраторы, производит более 350 мегаватт электричества, которых достаточно для удовлетворения энергетических запросов 350 тыс. человек.
Источник:
В этих батарей есть электроны. Свет выбивает электроны. И эти электроны бегут по проводам от-талкиваясь друг о друга. И так получается заряд например у калькулятора.
Солнечный све-это энергия. и попадая на пластину, выходит энергия и так работает солнечная батарея.
Свет выбивает электроны материала из которого сделана батарея с их стационарных состояний. Электроны становятся свободными (в пределах элемента) . За счет особой структуры самих элементов электроны скапливаются в одной его части. Получается разность потенциалов. Из множества элементов получается батарея.
Интересно что элементы сегодня очень дешевые - а вот преобразователи электричества очень дорогие.
когда на пластинууу падайт свет она выделяет электрический ток
Простейшая конструкция солнечного элемента (СЭ) на основе монокристаллического кремния.
Тонкая пластина состоит из двух слоев кремния с различными физическими свойствами. Внутренний слой представляет собой чистый монокристаллический кремний, обладающий "дырочной проводимостью" (p-тип) . Снаружи он покрыт очень тонким слоем «загрязненного» кремния, например с примесью фосфора (n-тип) . На тыльную сторону пластины нанесен сплошной металлический контакт. У границы n-и p- слоёв в результате перетечки зарядов образуются обеднённые зоны с нескомпенсированным объёмным положительным зарядом в n-слое и объёмным отрицательным зарядом в p-слое. Эти зоны в совокупности и образуют p-n-переход.
Возникший на переходе потенциальный барьер (контактная разность потенциалов) препятствует прохождению основных носителей заряда, т. е. электронов со стороны p-слоя, но беспрепятственно пропускают неосновные носители в противоположных направлениях. Это свойство p-n-переходов и определяет возможность получения фото-ЭДС при облучении ФЭП солнечным светом. Когда СЭ освещается, поглощенные фотоны генерируют неравновесные электронно-дырочные пары. Электроны, генерируемые в p-слое вблизи p-n-перехода, подходят к p-n-переходу и существующим в нем электрическим полем выносятся в n-область.
Аналогично и избыточные дырки, созданные в n-слое, частично переносятся в p-слой. В результате n-слой приобретает дополнительный отрицательный заряд, а p-слой - положительный. Снижается первоначальная контактная разность потенциалов между p- и n-слоями полупроводника, и во внешней цепи появляется напряжение. Отрицательному полюсу источника тока соответствует n-слой, а p-слой - положительному.
Большинство современных солнечных элементов обладают одним p-n-переходом. В таком элементе свободные носители заряда создаются только теми фотонами, энергия которых больше или равна ширине запрещенной зоны. Другими словами, фотоэлектрический отклик однопереходного элемента ограничен частью солнечного спектра, энергия которого выше ширины запрещенной зоны, а фотоны меньшей энергии не используются. Преодолеть это ограничение позвляют многослойные структуры из двух и более СЭ с различной шириной запрещенной зоны. Такие элементы называются многопереходными, каскадными или тандемными . Поскольку они работают со значительно большей частью солнечного спектра, эффективность фотоэлектрического преобразования у них выше. В типичном многопереходном солнечном элементе одиночные фотоэлементы расположены друг за другом таким образом, что солнечный свет сначала попадает на элемент с наибольшей шириной запрещенной зоны, при этом поглощаются фотоны с наибольшей энергией.