Popularna nauka: Kako fotonaponska proizvodnja energije?
Jan 05, 2018
Proizvodnja fotonaponske energije je tehnologija koja koristi fotonaponski efekat poluprovodničkog interfejsa za pretvaranje svetlosne energije direktno u električnu energiju. Proizvodnja fotonaponske energije uglavnom se sastoji od tri dela solarnog panela (modula), regulatora i pretvarača. Glavne komponente sastoje se od elektronskih komponenti. Dakle, koji je konkretan proces? Evo, doći ćemo do detaljne analize, šta je proces fotonaponske proizvodnje energije?
O poluprovodnicima
Silicijumska kristalna hemija je vrlo stabilna. Na sobnoj temperaturi, osim vodonik-fluorida, teško je reagovati sa drugim supstancama i slabo je provoditi jer nema elektronske elektrone bez napajanja. Atomi fosfora (P) najranije pet elektrona, atomi fosfora u silicijum kristal, onda je silicij kristal očigledno dodatni slobodni elektroni.
Atomi fosfora izuzimaju četiri elektrona i susedni četiri silicijumska atoma dele, postoji elektron koji je preostao, slobodan je. Brojni atomi silicija u silikonskim kristalima zamenjuju atomi fosfora, što dovodi do puno slobodnih elektrona, tako da vrši električnu energiju. U ovom trenutku napravili smo poluprovodnik, njegovo ime je "poluprovodnik N-tipa".
Nakon dopinga sa aluminijumskim atomi, jasno je da nedostaje elektron. Silicon doping sa trivalentnim atomima kao što su aluminijum i boor rezultira u drugom tipu poluprovodnika koji se zove "poluprovodnik tipa P" P "Zamislite rupu koja zahteva da elektroni napune.
P-tip poluprovodnik je takođe provodljiv, jer nakon primjene spoljašnjeg električnog polja elektroni u poluprečniku tipa P zaporedno popunjavaju rupe u suprotnom smeru električnog polja, a istovremeno rupe se kreću u pravcu električno polje, tako da se generiše struja.
O PN spojnici
Ako je jedna strana poluprovodničkog kristala poluprovodnik N-tipa, a druga strana poluprovodnik tipa P, kontaktna površina u sredini se naziva PN spoj. U poluprečnicima N-tipa koncentracija slobodnih elektrona je visoka, dok je u poluprovodnicima P-tipa koncentracija otvora visoka. Prema principu difuzije, supstance su uvek difuzne od visokih koncentracija do niskih koncentracija.
Zbog toga će u PN spoju biti puno slobodnih elektrona od poluprovodnika N-tipa do difuzije poluprovodnika P-tipa, rezultat je da je poluprovodnik N-tipa električno neutralan, ne napunjen, već zbog gubitka nekih elektrona, pozitivno je napunjen. U poluprovodniku P-tipa, jer su mnogi slobodni elektroni napunili da popune puno rupa, što rezultira smanjenom koncentracijom rupe, originalni P-tip poluprovodnik je takođe električno neutralan, sada više nego mnogo elektronskih, pa donosi negativnu električnu energiju.
U PN spoju, jedna strana je pozitivno napunjena, a druga strana negativno napunjena, čime se formira unutrašnje električno polje na kontaktnoj površini.
Koji je proces fotonaponske proizvodnje električne energije?
Kada sunčeva svetlost na tipičnom poluprovodniku generiše se elektrona i rupa. To jest, kada sunčeva svetlost generiše slobodan elektron u poluprovodniku, u isto vreme se generiše rupa jer elektron napušta solarnu ćeliju. Položaj koji je, kada postaje slobodan elektron, ta pozicija nužno nedostaje elektronu, a rupe se stvaraju .
Pošto postoji unutrašnje električno polje u PN spoju, kada sunčeva svetlost generiše elektrone i rupe u PN spoju, elektroni se pomeraju u poluprečnik N-tipa pod dejstvom unutrašnjeg električnog polja. Slično tome, rupe se kreću u P-tip poluprovodnika. U ovom trenutku, ako je PN spoj spojen na oba kraja žice, možete generisati struju.
