logo
Главная Теория Технология Аналитика Применение Контакты
en

Технология
Технология ...
Элекролюминесценция
Элекролюминесценция ...
Измерение
Измерение ...
Модули
Модули ...
Зарядка
Зарядка ...
Структура традиционного кремниевого солнечного элемента
Структура ФЭП
Кремниевый солнечный елемент состоит из:
  1. Фронтальной серебряной решетки;
  2. Антиотражающего покрытия (АОП);
  3. Эмитерной области полупроводника (n-тип);
    р-n перехода *;
  4. Базовой области полупроводника (р-тип);
  5. Изотипного перехода (BSF);
  6. Тыльного алюминиевого контакта;
  7. Тыльного сереброалюминиевого контакта.
* находится между р и n областями.
Принцип преобразования солнечной энергии

Преобразование солнечной эренгии в полупроводниковых солнечных елементах происходит следующим образом:

Солнечный свет, попадая в полупроводник, приводит к генерации електрон-дырочных пар, которые в последствии разделяются встроенным полем меджу эмиттером и базой элемента (p-n переходом), создавая таким образом разность потенциалов на полюсах елемента. При подключении к полюсам елемента нагрузки - течет электрический ток.

На сайте www.pveducation.org имеется анимация, которая достаточно наглядно отображает процесс преобразования солнечной энергии в электрическую. Вот она:

Анимация процесса преобразования.
(для активации нажмите кнопку)

На анимации происходит следующее: квант света, попадая в полупроводник солнечного елемента, приводит к генерации електрон-дырочной пары. В данном случае это происходит в области эмиттера (n-тип), так електрон (обозначено как красный шарик) принимает участие в выполнении полезной работы в нагрузке, а дырка (обозначено как синий шарик) движется к базовому (р-тип) контакту вниз до встречи с електроном. После этого происходит рекомбинация встретившихся електрона и дырки (они нейтрализируют друг друга).

Потери преобразования

Можно выделить следующие виды потерь преобразования солнечной энергии в электрическую:

Виды потерь: Доли потерь*: Пояснения:
Термализация 29% Та часть энергии квантов, которая превышает ширину запрещенной зоны полупроводника попросту превращается во внутреннюю энергию (тепло)
Рекомбинация 23% Рекомбинация носителей заряда до разделения p-n переходом
hv меньше Eg 19% Ширина запрещенной зоны выше энергии кванта, то есть такие кванты не приводят к генерации электрон-дырочных пар
L меньше 400 nm 5% Потери спектральной чувствительности на УФ излучении.
Затенение 4% Затенение фронтальными контактами
Отражение 3% Отражение от текстурированной поверхности покрытой антиотражающим покрытием
Последовательное сопротивление 0,5% Потери на сопротивлениях эмиттера и фронтального контакта

* Доля потерь может меняться в зависимости от конструкции солнечного элемента. Здесь приведены ориентировочные величины для традиционного солнечного элемента
Расчет КПД солнечного елемента
Eff = 100*Wp/(S*E)

,где:
Eff - КПД, %;
S - площадь элемента, м2;
E - мощность излучения, Вт/м2 (обычно 1000 Вт/м2);
Wp - пиковая мощность элемента при 25оС, Вт.

Пример расчета:

S = 154.7 cм2
E = 1000 Вт/м2
Wp =2.75 Вт
Eff = 100*2.75/(154.7*10-4*1000) = 17.78%
Hosted by uCoz