Scienza popolare: come produce energia fotovoltaica?
Jan 05, 2018
La generazione di energia fotovoltaica è una tecnologia che utilizza l'effetto fotovoltaico di un'interfaccia a semiconduttore per convertire l'energia luminosa direttamente in elettricità. La generazione di energia fotovoltaica è composta principalmente da tre parti di un pannello solare (un modulo), un controller e un inverter. I componenti principali sono composti da componenti elettronici. Quindi, qual è un processo specifico? Qui, arriveremo ad un'analisi dettagliata, il processo di generazione di energia fotovoltaica è cosa?
Informazioni sui semiconduttori
La chimica del cristallo di silicio è molto stabile. A temperatura ambiente, ad eccezione dell'idrogeno fluoruro, è difficile reagire con altre sostanze ed è un cattivo conduttore perché non ha elettroni liberi liberi. Gli atomi di fosforo (P) dei cinque elettroni più esterni, gli atomi di fosforo nel cristallo di silicio, quindi il cristallo di silicio è ovviamente un elettrone libero extra.
Gli atomi di fosforo estraggono quattro elettroni e gli atomi dei quattro atomi di silicio contigui, c'è un elettrone che rimane, è libero. Numerosi atomi di silicio in cristalli di silicio sono sostituiti da atomi di fosforo, dando origine a molti elettroni liberi, in modo che conduca elettricità. A questo punto, abbiamo creato un semiconduttore, il suo nome è "semiconduttore di tipo N".
Dopo il drogaggio con atomi di alluminio, è chiaro che manca un elettrone. Il drogaggio del silicio con atomi trivalenti come alluminio e boro si traduce in un altro tipo di semiconduttore chiamato "P-type semiconductor" P "Immagina un foro che richiede il riempimento di elettroni.
Anche il semiconduttore di tipo P è conduttivo, perché dopo l'applicazione di un campo elettrico esterno, gli elettroni del semiconduttore di tipo P riempiono sequenzialmente i fori nella direzione opposta del campo elettrico e, allo stesso tempo, i fori si muovono nella direzione del campo elettrico, in modo che la corrente è generata.
Informazioni sulla giunzione PN
Se un lato di un cristallo semiconduttore è un semiconduttore di tipo N e l'altro lato è un semiconduttore di tipo P, la superficie di contatto nel mezzo è chiamata giunzione PN. Nei semiconduttori di tipo N, la concentrazione di elettroni liberi è elevata, mentre nei semiconduttori di tipo P, la concentrazione di fori è elevata. Secondo il principio di diffusione, le sostanze si diffondono sempre da alte concentrazioni a basse concentrazioni.
Pertanto, nella giunzione PN, ci sarà un sacco di elettroni liberi dal semiconduttore di tipo N alla diffusione del semiconduttore di tipo P, il risultato è che il semiconduttore di tipo N è elettricamente neutro, non carico, ma a causa della perdita di alcuni elettroni, è caricato positivamente. Nel semiconduttore di tipo P, poiché molti elettroni liberi correvano per riempire un sacco di buchi, con conseguente riduzione della concentrazione del foro, il semiconduttore originale di tipo P è anche elettricamente neutro, ora più di un sacco di elettronica, quindi portare elettricità negativa.
Nella giunzione PN, un lato è caricato positivamente e l'altro lato è caricato negativamente, formando così un campo elettrico interno sulla superficie di contatto.
Qual è il processo di generazione di energia fotovoltaica?
Quando la luce del sole splende su un tipico semiconduttore, vengono generati elettroni e buchi. Cioè, quando la luce solare genera un elettrone libero in un semiconduttore, viene generato un buco nello stesso momento in cui l'elettrone lascia la cella solare La posizione in cui si trova, quando diventa un elettrone libero, tale posizione manca necessariamente di un elettrone, e vengono creati dei fori .
Poiché nella giunzione PN c'è un campo elettrico interno, quando la luce solare genera elettroni e buchi nella giunzione PN, gli elettroni si muovono verso il semiconduttore di tipo N sotto l'azione del campo elettrico interno. Allo stesso modo, i fori si spostano verso il semiconduttore di tipo P. A questo punto, se la giunzione PN è collegata a entrambe le estremità del filo, è possibile generare corrente.
