De belangrijkste principes en voordelen van fotovoltaïsche energieopwekking

Fotovoltaïsche energieopwekking is een technologie die lichtenergie direct omzet in elektriciteit met behulp van het fotovoltaïsche effect op de halfgeleiderinterface. Het bestaat hoofdzakelijk uit drie delen: zonnepanelen, controllers en omvormers. De belangrijkste componenten zijn elektronische componenten. Nadat de zonnecellen in serie zijn geschakeld, kunnen ze worden verpakt en beschermd om zonnecelmodules met een groot oppervlak te vormen, die vervolgens kunnen worden gecombineerd met vermogensregelaars en andere componenten om apparaten voor de opwekking van fotovoltaïsche energie te vormen.

Het belangrijkste principe van fotovoltaïsche energieopwekking is het foto-elektrische effect van halfgeleiders. Wanneer fotonen een metaal bestralen, kan hun energie volledig worden geabsorbeerd door de elektronen in het metaal. De energie die door elektronen wordt geabsorbeerd, is groot genoeg om de Coulomb-kracht in metaalatomen te overwinnen om werk te doen, en om van het metaaloppervlak te ontsnappen om foto-elektronen te worden. Siliciumatomen hebben vier buitenste elektronen. Als zuiver silicium wordt gedoteerd met atomen met vijf buitenste elektronen, zoals fosforatomen, wordt het een halfgeleider van het N-type. Als zuiver silicium wordt gedoteerd met atomen met drie externe elektronen, zoals booratomen, vormt het een halfgeleider van het P-type. Wanneer het P-type en het N-type met elkaar worden gecombineerd, zal het contactoppervlak een potentiaalverschil vormen en een zonnecel worden. Wanneer zonlicht op de pn-overgang schijnt, vloeit de stroom van de P-type kant naar de N-type kant, waardoor een stroom wordt gevormd.

Het foto-elektrisch effect is een belangrijk en magisch fenomeen in de natuurkunde. Onder de bestraling van elektromagnetische golven boven een bepaalde frequentie (bekend als de limietfrequentie) absorberen elektronen in bepaalde stoffen energie en ontsnappen om een ​​elektrische stroom te vormen, bekend als foto-elektrisch. Het schematische diagram van fotovoltaïsche energieopwekking laat zien dat polykristallijn silicium wordt verwerkt tot siliciumwafels door middel van processen zoals het gieten van blokken, het breken van blokken en het snijden. Dotering en diffusie van sporenhoeveelheden boor, fosfor, enz. Er zal een pn-overgang worden gevormd op de siliciumwafel. Vervolgens wordt de fijn bereide zilverpasta door middel van zeefdrukken op de siliciumwafel gedrukt om rasterlijnen te vormen. Na het sinteren wordt er ook een achterelektrode van gemaakt en wordt een antireflecterende coating op het oppervlak aangebracht met rasterlijnen om batterijcellen te maken. De batterij is gerangschikt en gecombineerd om een ​​batterijmodule te vormen, die een grote printplaat vormt. Meestal zijn de componenten omgeven door een aluminium frame, met glazen bekleding aan de voorkant en elektroden aan de achterkant. Met batterijcomponenten en andere hulpapparatuur kan een energieopwekkingssysteem worden gevormd. Om gelijkstroom om te zetten in wisselstroom is het noodzakelijk om een ​​omvormer te installeren. Na de stroomopwekking kan het worden opgeslagen in batterijen of worden ingevoerd in het openbare elektriciteitsnet. In de kosten van energieopwekkingssystemen zijn batterijcomponenten verantwoordelijk voor ongeveer 50%, terwijl stroomomvormers, installatiekosten, andere hulpcomponenten en andere kosten nog eens 50% voor hun rekening nemen.