Quyosh paneli bilan bog'liq bilimlarni talqin qilish
Birinchidan, quyosh batareyasi energiya ishlab chiqarish tamoyili: Quyosh xujayralari yorug'likka javob beruvchi va yorug'lik energiyasini elektrga aylantiradigan bir juft qurilma. Monokristalli kremniy, polikristalli kremniy, amorf silikon, gallium arsenidi va shunga o'xshash fotovoltaik ta'sirlarni keltirib chiqaradigan ko'plab turdagi materiallar mavjud. Ularning energiya ishlab chiqarish printsipi asosan bir xil va kristalli energiya ishlab chiqarish jarayoni hozirgi kristallni misol qilib olishi bilan tasvirlangan. P-tipli kristalli silikon NN tipli kremniyni olish uchun fosfor bilan qo'shilib, PN birikmasini hosil qiladi. Quyosh xujayrasining yorug'lik nurini yoritganda, fotonlarning bir qismi silikon material yordamida so'riladi; fotonlarning energiyasi silikon atomlariga o'tkazilib, elektronlar ko'proq va ko'proq harakatlanishiga olib keladi va erkin elektron PN birikmalari tashqi tomonga ulangan bo'lsa, potentsial farqni hosil qilish uchun har ikki tomonga ham konsentratsiyalangan bo'ladi. Ushbu voltajning ta'siri ostida ma'lum bir chiqish quvvatini ishlab chiqarish uchun tashqi devir orqali oqadigan oqim bo'ladi. Bu jarayonning mohiyati foton energiyasini elektr energiyasiga aylantirish jarayonidir.
Ikkinchidan, polikristalin silikon quyosh xujayralari va elektrokristalin silikon quyosh xujayralari orasida farq yo'q. Polikristalli kremniyli quyosh kameralari va monokristalli silikonli quyosh xujayralarining hayoti va barqarorligi juda yaxshi. Monokristalli silikonli quyosh xujayralarining o'rtacha konvertatsiya qilish samarasi polikristalli silikon quyosh pillerining o'rtacha konvertatsiya qilish samaradorligidan taxminan 1% yuqori bo'lsa-da, monokristalli silikon quyosh xujayralari faqat quyoshli hujayradan yaratilganda yarim kvadratchalarga (to'rtta chiziqlar) ega bo'lishi mumkin Moduli Maydonning bir qismi to'ldirilganida va polikristalli silikon quyosh xujayrasi kvadrat bo'lsa, bunday muammo yo'q, shuning uchun quyosh pili moduli samaradorligi bir xil bo'ladi.
Bundan tashqari, ikkita quyosh xujayrasi materiallari ishlab chiqarish jarayoni har xil bo'lganligi sababli, polikristalli silikonli quyosh xujayrasi ishlab chiqarish jarayonida iste'mol qilinadigan energiya monokristalli silikon quyoshli hujayradan 30% kamroq.
Yagona kristalli silikon batareyasi yuqori batareyani ishlash samaradorligi va yaxshi barqarorlikka ega, ammo narxi yuqori. Monokristalli silikon xujayralari 20 yildan ortiq vaqtdan beri fotoelektrik konvertatsiya qilish samaradorligining 20% dan ortiq texnik to'siqlarini buzdi.
Polikristalli silikon xujayralari past narxlardagi va past konversiya samaradorligiga ega. To'g'ri chizilgan yagona kristalli kremniyli quyosh xujayralari, bug'doy chegaralari, chiqindilar, mikro-nuqsonlar va moddalarning aralashmalari, uglerod va kislorodlar va kontaminatsiyalash jarayonida o'tish guruhlari kabi materiallarda turli nuqsonlar paydo bo'lishiga sabab bo'lgan shovqin polikristal silikon xujayralarining fotoelektrik konversiyalash darajasi 20% ga kamayib keta olmaydi.
Qattiq fizika nuqtai nazaridan silikon eng ideal fotovoltaik material emas. Bu, asosan, silikonning past nur yutish koeffitsientiga ega bo'lgan oddiy yarimo'tkazgich materialidir, shuning uchun boshqa fotovoltaik materiallar bo'yicha tadqiqotlar trendga aylandi. Ular orasida kadmiyum tellurid (CdTe) ikkita juda istiqbolli fotovoltaik material sifatida e'tirof etilib, bir oz muvaffaqiyatga erishdi, ammo katta miqyosli ishlab chiqarishni amalga oshirish va kristalli kremniyli quyoshli hujayralar bilan raqobatlash uchun juda ko'p ishlar talab etiladi.