Що таке сонячна батарея?

Принцип роботи сонячної батареї нагадує роботу транзистора. Основний і ключовий елемент при цьому, який може забезпечити даний ефект - це напівпровідниковий матеріал. Найбільш поширеним матеріалом є кремній (він може бути монокристалічним або полікристалічним). Зовні монокристалічний кремній можна відрізнити по рівномірному чорно-сірому кольору поверхні фотоелемента.

Цей вид матеріалу вирощують в промислових умовах, після чого спеціальною ниткою розрізають на тонкі пластини. Другий тип являє собою більш сучасне покоління елементів, зроблених з більш доступного полікристалічного кремнію. Виготовлення проходить методом лиття. Виглядає матеріал як, поверхня з нерівномірним синім переливом. Крім того, в кремній додають миш'як і бор в певних кількостях.

Сонячна батарея і фотоефект

Для отримання електроенергії від сонячної батареї необхідно здійснити фотоефект. Цей процес пов'язаний з фізичним явищем p-n переходу. Конструктивно фотоелемент складається з двох пластин кремнію. Одна з використовуваних пластин містить атоми бору, а друга атоми миш'яку. При цьому верхній шар характеризується надлишком електронів (область електронів), а нижній - їх нестачею (так звана діркова область). В даному випадку на кордоні цих пластин підтримується електронно-дірковий перехід (p-n перехід).

В результаті попадання на фотоелемент сонячних променів (фотонів) відбувається освітлення пластин і обидва шари взаємодіють як електроди звичайної батареї - виникає ЕРС.

Сонячний промінь пробуджує електрони, які починають переміщатися з однієї пластини до іншої. Для зняття електричної енергії на обидві поверхні напаюють тонкі шари провідника і підключають до напруги. Вироблення цієї енергії не пов'язана з хімічними реакціями, тому така сонячна батарея може прослужити досить довгий термін.

Дана галузь науки впритул вивчає питання, які могли б поліпшити вироблення електроенергії в фотоелементі за допомогою підвищення ККД установок. Для цього в тонкошарових осередках елемента може міститися не тільки кремній, але і галій, арсенід, кадмій, мідь, селен і багато інших матеріалів. Так само великою проблемою на шляху поліпшення ефективності сонячних батарей, є надлишкове тепло, яке виникає при нагріванні пластин фотоелементів. Розробляється багато шляхів для відведення даного тепла від сонячної батареї. Адже ККД панелей в рідкісних випадках перевищує 30 %. Так, які ж сонячні батареї краще купити?

Основні типи сонячних батарей

В даний час на ринку можна знайти п'ять типів сонячних батарей в яких застосовуються різні матеріали і фотоелементи:

• Полікристалічні. Найбільшу популярність отримали сонячні батареї з полікристалічних фотоелементів. Ефективність таких панелей в середньому становить 12-14 %;
• Монокристалічні. Панелі з монокристалічних фотоелементів характеризуються більш високим ККД (14-16 %). Такі панелі трохи дорожче ніж панелі з полікристалічного кремнію. Фотоелементи мають форму багатокутника і через це в повному обсязі заповнюють простір сонячної батареї, що призводить до більш низької ефективності всієї батареї по відношенню до одного осередку фотоелемента;
• З аморфного кремнію. Такі сонячн батареї мають найменшу ефективність (6-8 %), але в той же час мають найбільш низьку собівартість виробленої енергії;
• На основі Телурід Кадмію (CdTe). Такі сонячні батареї представляють собою тонкоплівкову технологію виробництва. Напівпровідникові шари наносять на панель товщиною всього в декілька сотень мікрон. Виробництво є менш шкідливим для навколишнього середовища. Ефективність сонячних батарей на основі теллурід Кадмію складає близько 11-12 %;
• На основі суміші Індія, Галія, Міді, Селена (CIGS). Це також тонкоплівкова технологія виробництва фотоелементів. Ефективність варіюється від 10 до 15 %. Ця технологія ще мало поширена на ринку, проте дуже швидко набирає обертів.

До речі, в Івано-Франківську все обладнання, проектування та монтаж сонячних електростанцій можна замовити в компанії ЕКО ЕНЕРГІЯ ® за адресою: вул.Гетьмана Мазепи, 72.