ИЗ ЧЕГО ДЕЛАЮТ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ?

Солнечная батарея — это объединение фотоэлектрических преобразователей, которые преобразуют энергию солнца в постоянный электрический ток. Ниже приведено описание состава, структуры и из чего сделаны солнечные батареи для обеспечения их эффективной и надежной работы. 

Содержание статьи:

• • • Из чего делают солнечные панели: принцип работы и структура
    • Солнечные элементы для солнечных батарей: классификация и материалы
    • Из чего делают солнечные панели: перспективные материалы

Из чего делают солнечные панели: принцип работы и структура

Чтобы разобраться из чего делают солнечные панели, рассмотрим сначала из чего они состоят и как работают. 

Солнечная панель работает по принципу фотоэффекта, при котором свет взаимодействует с веществом, и энергия фотонов передается электронам вещества. Другими словами, панель является фотоэлектрическим генератором, который преобразует энергию солнца в электроэнергию постоянного тока (DC).

В состав солнечных панелей входит множество небольших блоков, называемых фотоэлектрическими элементами. Они сделаны из полупроводниковых материалов: состоят из положительного и отрицательного слоев, которые вместе создают электрическое поле. Но один фотоэлектрический элемент не производит достаточного количества электроэнергии. Поэтому несколько фотоэлектрических элементов, установленные на опорной раме и электрически соединенные друг с другом, образуют фотоэлектрический модуль или солнечную панель.

Панель имеет следующую структуру:

• верхний слой — стеклянная плита;
• посередине — между двумя слоями герметизирующего материала размещены солнечные элементы;
• нижний слой — стекло или пленка для защиты от атмосферного влияния.

Солнечные панели обычно скрепляются алюминиевой рамой и имеют выходную / входную распределительную коробку, благодаря чему их можно легко объединить в массив.

Солнечные элементы для солнечных батарей: классификация и материалы

Солнечная батарея состоит из солнечных элементов, которые представляют собой электронные устройства, преобразующие падающий свет в электричество. Несколько совмещенных преобразователей, заключенных в раму, образуют солнечную батарею.

Солнечные элементы классифицируют следующим образом:

• по интенсивности поглощения света — единичные и концентраторные;
• по кристаллическому составу — моно-, поли-, мульти-, микро- и нанокристаллические;
• по толщине — тонкопленочные и толстопленочные;
• по химическому составу материала — смешанные и кремниевые на основе полупроводников. 

Самым распространенным материалом, из которого делают солнечные элементы, является кристаллический кремний:

1. Монокристаллические кремниевые элементы (с-Si) производят из пластин кремния толщиной 0,3 мм. Легирование донорными и акцепторными примесями улучшает антиотражающие свойства, обеспечивает текстурированные поверхности и создания омических контактов — сплошного с тыльной стороны и решетчатого с лицевой. Они имеют высокую эффективность — в среднем она составляет 22 %, рекордный показатель 24,7 %. К недостаткам относится высокая цена.
2. Мульти- и поликристаллические солнечные элементы (mc-Si) изготавливаются из слитков кремния невысокой степени очистки. Он немного дешевле, однако средняя эффективность панелей на его основе не превышает 18%. Одним из путей снижения производственных расходов является удешевление материала.
3. Тонкопленочные солнечные элементы производят из аморфного кремния (а-Si). Аморфный кремний осаждают на различные гибкие подложки, благодаря чему СЭ можно применять на рельефных поверхностях. Они имеют низкую себестоимость при сравнительно высоком КПД. Это одна из самых экологически чистых технологий. Основной их недостаток — сильная деградация под воздействием излучения солнца и снижение КПД. 

Наиболее широкое применение во всем мире получили солнечные батареи на основе кристаллического кремния — в настоящее время их производство составляет около 90%. Мировые производители фотоэлектрических продуктов постоянно совершенствуют технологии, улучшают качество материалов и производственных процессов. Солнечные батареи в Solar Garden обеспечены гарантиями ведущих брендов и отвечают самым высоким требованиям качества, эффективности, надежности и безопасности. 

Из чего делают солнечные панели: перспективные материалы

Другие материалы, из которых делают солнечные панели:

• полупроводниковые соединения элементов III и V групп A3B5 периодической системы — обладают идеальными фотовольтаическими характеристиками и высоким КПД, однако они имеют самую высокую цену;
• теллурид кадмия (CdTe) — может применяться в виде тонких пленок и имеет широкие перспективы для усовершенствования технологий, к недостаткам относятся его токсичность и трудности с утилизацией;
• многокомпонентные полупроводниковые соединения — обеспечивают отличные фотовольтаические свойства и имеют наибольший потенциал для дальнейшего развития. Однако, пока не существует единой технологии для промышленного внедрения;
• панели из органики — в их производстве используют проводящие органические полимеры, они могут быть прозрачными, легкими, гибкими и тонкими;
• генно-инженерная бактерия — живой организм, использующий краситель для преобразования света в энергию, применяется в условиях низкой освещенности. Эта технология еще требует улучшений и дополнительных исследований.

Вы уже знаете, из чего состоит солнечная батарея, принцип ее работы и от чего зависит ее эффективность. Остается применить эти знания на практике и начать рационально пользоваться солнечной энергией для своего блага и сохранения окружающей среды.