Принцип солнечной батареи
Солнечная батарея, также известная как фотоэлектрическая (ФЭ) ячейка, работает по принципу фотоэлектрического эффекта. Вот основные этапы этого процесса:
1. Поглощение света:
Фотоны из солнечного света попадают на поверхность солнечной батареи. Каждый фотон несет энергию, определяемую его длиной волны.
2. Генерация электрон-дырочных пар:
Когда фотон ударяется об атом в полупроводниковом материале (например, кремний), он может выбить электрон из атома, создавая при этом вакантное место, называемое дыркой. Освобожденный электрон и дырка образуют так называемую электрон-дырочную пару.
3. Разделение зарядов:
Встроенное электрическое поле в солнечной батарее разделяет свободные электроны и положительно заряженные дырки. Электроны движутся к положительному полюсу (n-тип), а дырки — к отрицательному полюсу (p-тип).
4. Создание электрического тока:
Электроны и дырки, достигающие полюсов, имеют противоположные заряды и создают разность потенциалов. Если солнечная батарея подключена к внешней цепи, электроны и дырки будут течь по цепи, создавая электрический ток.
5. Фотогальванический эффект:
Весь этот процесс, от поглощения света до создания электрического тока, известен как фотогальванический эффект.
Дополнительные факторы:
* Эффективность: Эффективность солнечных батарей измеряется тем, насколько хорошо они преобразуют солнечный свет в электричество. Поток солнечного света, падающий на батарею, называется ФЭ интенсивностью.
* Ленгмюровский монослой: Некоторые солнечные батареи имеют антибликовое покрытие, называемое ленгмюровским монослоем, которое помогает увеличить поглощение света.
* Многопереходные ячейки: Многопереходные солнечные ячейки используют несколько полупроводниковых материалов с различными запрещенными зонами для захвата более широкого спектра солнечных фотонов.