Как работает солнечная батарея?

Как работает солнечная батарея?
Во многих странах мира солнечные батареи, альтернативный неисчерпаемый источник энергии, все чаще устанавливают простые жители на крышах своих домов и хозяйственных построек, чтобы не только экономить на электричестве, но и приносить пользу окружающей среде. Считается, что если на использование таких батарей перешли бы все страны, энергии бы хватило для стабильного обеспечения нужд всего человечества. А вы знаете, как работает солнечная батарея?

Солнечные батареи представляют собой несколько объединенных фотоэлектрических преобразователей, или так называемых фотоэлементов. Они в свою очередь являются полупроводниковыми устройствами, которые прямо преобразуют энергию нашей звезды в постоянный электрический ток.

Принцип действия солнечной батареи основывается на фотоэлектрическом эффекте. Он заключается в том, что ток под воздействием солнечных лучей генерируется в полупроводниковых материалах. В этих материалах бывает либо избыточное (n-тип) количество электронов, либо недостаточное (p-тип). Структура солнечной батареи состоит из двух типов таких полупроводниковых материалов.

В особой «зоне перехода» между такими материалами из-за разности потенциалов зарядов возникает энергетический барьер. Под воздействием солнечного света часть фотонов поглощается поверхностью элемента, отрицательный и положительный заряд передаются из одного полупроводника в другой, разность потенциалов заряда снижается, а во внешней цепи генерируется электроток.

Несомненным преимуществом такого типа устройств является то, что они позволяют получать электричество напрямую. Несколько десятков лет назад «чудом» техники считались кальтуляторы, работавшие не от батареек, а от солнечного света. Современные же солнечные батареи бывают самыми разнообразными по размеру, от панелей, помещающихся в плеере, до панелей размером с целое здание. В некоторых городах устанавливаются уже и так называемые «солнечные деревья» — конструкции в виде дерева с солнечными панелями вместо кроны.

Первые солнечные батареи были созданы на основе кремния в апреле 1954 года. Со временем их конструкция усовершенствовалась и кроме кремниевых стали производиться панели с тонкой пленкой халькогенидов, с нанокристаллическим кремнием, фотохимические на основе органических красителей, из органичного полимера и многие другие.

Интересные факты о солнечных батареях

Путь

Теги

как работает солнечная батарея, солнечный коллектор, фотоэлектрический эффект, полупроводниковый материал

Похожие