Solarna ćelija

Solarna ćelija , također nazvan fotonaponska ćelija , bilo koji uređaj koji izravno pretvara energiju svjetlosti u električnu energiju kroz fotonaponski efekt. Ogromna većina solarnih ćelija izrađena je od silicija - s povećanjem učinkovitost i snižavanje troškova jer se materijali kreću od amorfni (nekristalni) do polikristalni do kristalni (pojedinačni kristal ) silicijski oblici. Za razliku od baterije ili gorivih ćelija, solarne ćelije ne koriste kemijske reakcije ili im je potrebno gorivo za proizvodnju električne energije i, za razliku od njih električni generatori , nemaju pokretnih dijelova.

dijagram strukture solarnih ćelija

dijagram strukture solarnih ćelija Često korištena struktura solarnih ćelija. U mnogim takvim ćelijama sloj apsorbera i sloj stražnjeg spoja izrađeni su od istog materijala. Encyclopædia Britannica, Inc.



Solarne ćelije mogu se rasporediti u velike skupine koje se nazivaju nizovi. Ti nizovi, sastavljeni od mnogo tisuća pojedinačnih stanica, mogu funkcionirati kao središnje elektrane, pretvarajući sunčevu svjetlost u električnu energiju za distribuciju industrijskim, komercijalnim i rezidencijalnim korisnicima. Solarne ćelije u mnogo manjim konfiguracijama, koje se obično nazivaju panelima solarnih ćelija ili jednostavno solarnim pločama, vlasnici kuća instalirali su na svoje krovove kako bi zamijenili ili povećali svoju uobičajenu električnu opskrbu. Paneli solarnih ćelija također se koriste za pružanje električne energije na mnogim udaljenim zemaljskim mjestima gdje konvencionalni izvori električne energije nisu dostupni ili su izuzetno skupi za instalaciju. Budući da nemaju pokretne dijelove kojima bi trebalo biti potrebno održavanje ili gorivo koje bi zahtijevalo dopunu, solarne ćelije pružaju energiju za većinu svemirskih instalacija, od komunikacija i vremenskih satelita do svemirskih stanica. (Solarna snaga nije dovoljna za svemirske sonde poslane na vanjske planete Sunčev sustav ili u međuzvjezdani prostor , međutim, zbog difuzija sunčeve energije također se koriste u potrošačkim proizvodima, poput elektroničkih igračaka, ručnih kalkulatora i prijenosnih radija. Solarne ćelije koje se koriste u uređajima ove vrste mogu koristiti umjetno svjetlo (npr. Od žarulja sa žarnom niti i od fluorescentnih svjetiljki) kao i sunčevu svjetlost.



Internacionalna Svemirska postaja

Međunarodna svemirska postaja Međunarodna svemirska stanica (ISS) sagrađena je u dijelovima koji su započeli 1998. godine. Do prosinca 2000. glavni elementi djelomično dovršene stanice uključivali su američki izgrađeni spojni čvor Unity i dvije ruske jedinice - Zarya, energetski modul, i Zvezda, početni životni prostori. Na kraj Zvezde pristala je ruska svemirska letjelica koja je imala prvu posadu stanice od tri osobe. Fotografija je snimljena iz svemirskog broda Endeavour. Nacionalna aeronautička i svemirska administracija

kako se nekad zvao irak
Istražite načine kako solarne ćelije učiniti učinkovitijim, djelotvornijim i pristupačnijim

Istražite načine kako solarne ćelije učiniti učinkovitijim, djelotvornijim i pristupačnijim. Saznajte o naporima za povećanje učinkovitosti solarnih ćelija. Contunico ZDF Enterprises GmbH, Mainz Pogledajte sve videozapise za ovaj članak



Iako je ukupna proizvodnja fotonaponske energije mala, vjerojatno će se povećati smanjenjem resursa fosilnih goriva. Zapravo, izračuni na temelju projicirane svjetske potrošnje energije do 2030. godine sugeriraju da bi globalni energetski zahtjevi bili ispunjeni solarnim pločama koje rade s 20-postotnom učinkovitošću i pokrivaju samo oko 496.805 četvornih kilometara (191.817 četvornih milja) Zemljine površine. Materijalni zahtjevi bili bi ogromni, ali izvedivo , jer je silicij drugi najrasprostranjeniji element u Zemljinoj kori. Ti su čimbenici naveli solarne zagovornike na predvidjeti buduće solarno gospodarstvo u kojem su praktički svi energetski zahtjevi čovječanstva zadovoljeni jeftinim, čistim i obnovljivim izvorima energije sunčevu svjetlost .

Građa i rad solarnih ćelija

Solarne ćelije, bilo da se koriste u središnjoj elektrani, satelitu ili kalkulatoru, imaju istu osnovnu strukturu. Svjetlost ulazi u uređaj kroz optički premaz ili antirefleksni sloj koji smanjuje gubitak svjetlosti refleksijom; učinkovito zarobljava svjetlost koja pada na solarnu ćeliju promičući njezin prijenos na slojeve pretvorbe energije ispod. Proturefleksni sloj je obično oksid silicija, tantala ili titana koji nastaje na površini stanice presvlačenjem ili vakuumom taloženje tehnika.

solarna energija; solarna ćelija

solarna energija; solarna ćelija Solarna elektrana proizvodi megavate električne energije. Napon generiraju solarne ćelije izrađene od posebno obrađenih poluvodičkih materijala, poput silicija. Ljubaznošću Nacionalnog laboratorija za obnovljive izvore energije



koliko godina ima Michael b jordan

Tri sloja za pretvorbu energije ispod antirefleksionog sloja su gornji spoj, sloj apsorbera čini jezgra uređaja i sloj stražnjeg spoja. Potrebna su dva dodatna električna kontaktna sloja za izvođenje električne struje do vanjskog opterećenja i natrag u ćeliju, čime se završava električni krug. Električni kontaktni sloj na površini ćelije gdje svjetlost ulazi općenito je prisutan u nekom mrežnom uzorku i sastoji se od dobra vozač kao što je metal. Budući da metal blokira svjetlost, mrežne linije su što je moguće tanje i široko razmaknute, a da ne ometaju prikupljanje struje koju stvara stanica. Stražnji električni kontaktni sloj nema takva dijametralno suprotna ograničenja. Jednostavno treba funkcionirati kao električni kontakt i tako pokriva cijelu stražnju površinu stanične strukture. Budući da stražnji sloj također mora biti vrlo dobar električni vodič, uvijek je izrađen od metala.

što je bio prvi film halle berry

Budući da je većina energije na sunčevoj i umjetnoj svjetlosti u vidljivom području elektromagnetskog zračenja, apsorber solarnih ćelija trebao bi biti učinkovit u apsorpciji zračenja na tim valnim duljinama. Materijali koji jako apsorbiraju vidljivo zračenje spadaju u skupinu tvari poznatih kao poluvodiči. Poluvodiči debljine oko jedne stotine centimetra ili manje mogu apsorbirati svu upadljivu vidljivu svjetlost; budući da su slojevi koji tvore spoj i kontaktni slojevi mnogo tanji, debljina solarne ćelije u osnovi je debljina apsorbera. Primjeri poluvodičkih materijala koji se koriste u solarnim ćelijama uključuju silicij, galijev arsenid, indij fosfid i bakar indij selenid.

Kad svjetlost padne na solarnu ćeliju, elektroni u upijajućem sloju pobuđuju se iz nižeenergetskog osnovnog stanja, u kojem su vezani za određene atome u krutini, u više pobuđeno stanje, u kojem se mogu kretati kroz krutinu. U nedostatku slojeva koji tvore spojeve, ti se slobodni elektroni kreću slučajno, pa ne može biti orijentirane istosmjerne struje. Dodatak slojeva koji tvore spojeve inducira ugrađeno električno polje koje proizvodi fotonaponski efekt. Zapravo, električno polje daje a kolektivni kretanje elektronima koji prolaze pored električnih kontaktnih slojeva u vanjski krug gdje mogu obaviti koristan posao.



Materijali koji se koriste za dva sloja koji tvore spojeve moraju se razlikovati od apsorbera kako bi se proizvelo ugrađeno električno polje i prenosila električna struja. Dakle, to mogu biti različiti poluvodiči (ili isti poluvodiči s različitim vrstama vodljivosti), ili mogu biti metal i poluvodiči. Materijali koji se koriste za izradu različitih slojeva solarnih ćelija u osnovi su isti kao oni koji se koriste za proizvodnju dioda i tranzistori čvrstog stanja elektronika i mikroelektronike ( vidi također elektronika: Optoelektronika ). Solarne ćelije i mikroelektronski uređaji dijele istu osnovnu tehnologiju. U proizvodnji solarnih ćelija, međutim, želi se izraditi uređaj velike površine jer je proizvedena snaga proporcionalna osvijetljena područje. Cilj mikroelektronike je, naravno, konstruiranje elektroničkih komponenata sve manjih dimenzija kako bi se povećala njihova gustoća i radna brzina unutar poluvodičkih čipova, ili integrirani krugovi .

Fotonaponski postupak ima određene sličnosti s fotosinteza , postupak kojim se energija u svjetlosti pretvara u kemijsku energiju u biljkama. Budući da solarne ćelije očito ne mogu proizvoditi električnu energiju u mraku, dio energije koju razvijaju pod svjetlom skladišti se, u mnogim primjenama, za upotrebu kad svjetlost nije dostupna. Jedno od uobičajenih sredstava za pohranu ove električne energije je punjenje elektrokemijskih akumulatora. Ovaj slijed pretvaranja energije u svjetlosti u energiju pobuđenih elektrona, a zatim u uskladištenu kemijsku energiju zapanjujuće je sličan procesu fotosinteza .