Как работает солнечная батарея
Солнечная батарея преобразует световую энергию в электрическую энергию посредством фотоэлектрического эффекта. Вот как это работает:
1. Поглощение света:
* Когда свет попадает на солнечную батарею, он поглощается полупроводниковым материалом, таким как кремний.
* Фотоны света сообщают свою энергию электронам в полупроводнике, выбивая их из своих атомных орбиталей.
2. Создание носителей заряда:
* Электроны, получившие энергию, становятся свободными носителями заряда, известными как электроны проводимости.
* Кроме того, создаются положительные носители заряда, называемые дырками.
3. p-n-переход:
* Солнечная батарея состоит из двух типов полупроводников: p-типа и n-типа.
* p-тип легирован атомами, которые создают дырки, а n-тип — атомами, которые создают электроны проводимости.
* Между этими двумя типами образуется p-n-переход, создавая электрическое поле.
4. Разделение носителей заряда:
* Электрическое поле на p-n-переходе разделяет носители заряда.
* Электроны проводимости перемещаются в сторону n-типа, а дырки — в сторону p-типа.
5. Создание электрического тока:
* Положительно заряженные дырки в p-типе и отрицательно заряженные электроны в n-типе создают разность потенциалов.
* Если к солнечной батарее подключена электрическая нагрузка, носители заряда будут течь через эту нагрузку, создавая электрический ток.
Эффективность солнечной батареи:
Эффективность солнечной батареи — это показатель того, какое количество энергии может быть преобразовано в электричество. Она определяется несколькими факторами:
* Тип полупроводникового материала
* Размеры ячейки батареи
* Уровень освещенности
* Температура
Эффективность современных солнечных батарей обычно составляет от 15% до 25%.