Szybki przewodnik po procesie fotowoltaicznym
Proces fotowoltaiczny w panelu fotowoltaicznym, zwany również zjawiskiem fotowoltaicznym, polega na przekształcaniu energii świetlnej na energię elektryczną za pomocą materiałów półprzewodnikowych.
Przyjrzyjmy się w kilku krokach jak przebiega ten proces:
Absorpcja promieniowania słonecznego
Panele fotowoltaiczne składają się z kilku warstw materiałów półprzewodnikowych. Są to najczęściej krzemionki (krzemu) lub innych materiałów, takich jak tellur wodorokadmowy (CdTe) lub chalcopyryt (CuInGaSe2). Głównym zadaniem tych materiałów jest absorpcja promieniowania słonecznego, które składa się z fotonów o różnych długościach fal.
Generacja nośników ładunku
Gdy fotony światła słonecznego uderzają w warstwę półprzewodnika, przenoszą one swoją energię na elektrony w atomach materiału. W wyniku tego procesu elektrony uwalniają się od atomów. Tworząc tym samym swobodne nośniki ładunku. Powstają zarówno elektrony jako nośniki ujemne (ładunek ujemny), jak i ubytek elektronu, zwany dziurą, jako nośniki dodatnie (ładunek dodatni).
Oddzielanie nośników ładunku. Szybki przewodnik po procesie fotowoltaicznym
W celu wygenerowania prądu elektrycznego, uwolnione elektrony i dziury muszą zostać oddzielone i przemieszczone w różnych kierunkach. W tym celu warstwy półprzewodnikowe są zazwyczaj domieszkowane innymi pierwiastkami, takimi jak bor, fosfor, azot itp. To domieszkowanie tworzy obszary typu n oraz typu p w materiale półprzewodnikowym. Obszary typu n zawierają nadmiar elektronów, a obszary typu p zawierają nadmiar dziur. Granica pomiędzy tymi dwoma obszarami to złącze p-n.
Przepływ nośników ładunku
W złączu p-n, elektrony z obszaru typu n są przyciągane przez brak elektronów w obszarze typu p, a dziury z obszaru typu p są przyciągane przez brak dziur w obszarze typu n. To powoduje, że elektrony migrują z obszaru typu n do obszaru typu p, a dziury migrują w przeciwnym kierunku. Ten przepływ nośników ładunku w złączu p-n generuje prąd elektryczny.
Tworzenie pola elektrycznego
W trakcie przepływu nośników ładunku, złącze p-n tworzy pole elektryczne. Pole to ma na celu utrzymanie oddzielonych nośników ładunku i zapobieganie ich rekombinacji. Elektrony są zmuszane do przepływu przez obszar typu p do obszaru typu n, a dziury są zmuszane do przepływu w przeciwnym kierunku. Działa to jak bariera dla nośników ładunku, utrzymując ich oddzielność.
Praca na obwodzie zewnętrznym
Po wygenerowaniu prądu elektrycznego w panelu fotowoltaicznym, można go wykorzystać na obwodzie zewnętrznym. Prąd elektryczny wykorzystujemy do zasilania odbiorników elektrycznych, ładowania baterii lub przekazywany do sieci elektroenergetycznej.
Wraz z generacją prądu elektrycznego, mogą wystąpić także inne procesy. Mamy zatem straty cieplne w wyniku oporu materiałów, rekombinacja nośników ładunku, zjawiska optyczne (na przykład odbicie lub rozpraszanie promieniowania słonecznego), które mogą wpływać na ogólną wydajność panela fotowoltaicznego. Szybki przewodnik po procesie fotowoltaicznym.
Ważne jest zauważenie, że proces fotowoltaiczny zachodzi w poszczególnych ogniwach fotowoltaicznych, a panele fotowoltaiczne składają się z połączonych ze sobą ogniw. Wielokrotne ogniwa łączymy w szereg lub równolegle, aby uzyskać odpowiednie napięcie i prąd, zależnie od wymagań aplikacji.
Proces fotowoltaiczny w panelu fotowoltaicznym jest podstawowym mechanizmem, który umożliwia przekształcenie energii słonecznej na energię elektryczną. Dzięki wykorzystaniu właściwości materiałów półprzewodnikowych i procesów oddzielania nośników ładunku w złączu p-n, panele fotowoltaiczne są w stanie generować czystą i odnawialną energię elektryczną, która może być wykorzystywana w różnych zastosowaniach.
Planujecie budowę swojej farmy fotowoltaicznej lub poszukujecie firmy świadczącej usługi O&M?
Chcecie zakupić projekt farmy fotowoltaicznej lub wiatrowej i potrzebujecie sprawnie i profesjonalnie wykonać audyt / due diligence?
Poszukujecie recyklera paneli fotowoltaicznej lub firmy myjącej instalacje i farmy fotowoltaiczne?
Zapraszamy do kontaktu z Nami!
