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太阳能板的工作原理

文章出处:本站责任编辑:Admin人气:发表时间:2019-10-21 20:26:55【
 太阳能电池板的工作原理是允许来自太阳光的光子(光粒子)从原子中敲出电子。 硅本身不能承载电流,这就是为什么在太阳能粒子中发现的硅是不纯的并与磷结合的原因。 当与磷结合时,电子可以自由离域以携带电荷。 这种添加杂质的过程称为掺杂。

结果就是所谓的N型硅及其在太阳能电池板表面上的发现。 在该N型硅层下面,它的镜子对面是:P型硅。 P型使用来自镓或硼等元素的杂质,意味着该材料具有其他电子的空间。 这产生了电磁场,其中上部N型硅层是负的,并且P型硅是正的。 电子从N型层中的原子上脱离,并朝向p型层移动以填充空的电子空间。 电子流动产生电力。

太阳能板由什么组成?

太阳能电池板由硅层制成。 硅形成坚硬脆弱的晶体结构,是地球上第二丰富的元素。 这种半导体材料可以生长,科学家在管中生长硅作为单一,均匀的晶体。 然后他们展开管子并将片材切成“晶片”,使它们尽可能薄。 大多数太阳能电池板的效率在10%到20%之间。 十年前,太阳能电池板的效率水平约为13%。 在2019年,它已上升到20%。 由于硅的性质,硅的上限为29%。

改善太阳能电池性能的另一个途径是确定其效率。 具有多于一层光捕获材料的太阳能电池可以捕获更多光。 最近,经过实验室测试的四层太阳能电池可以以46%的效率捕获光。 这些细胞仍然过于昂贵且难以生产用于商业用途,但正在进行的研究可能使这些超高效细胞成为新的标准。

 

提高效率的替代方案只是降低成本。 尽管几十年来它已经变得更便宜,但它仍然对太阳能电池安装的成本有很大贡献。 通过使用更薄的太阳能电池,材料成本降低。 研究人员创造了一种超薄的柔性太阳能电池,厚度为1.3微米 - 约为人类头发宽度的1/100,比办公用纸宽30倍,可以放在肥皂泡上,效果与普通玻璃一样高效 基于太阳能电池。 就像具有多层的电池一样,薄膜太阳能电池制造起来有点棘手,这限制了它们的应用,但研究正在进行中。

在不久的将来,硅太阳能电池的成本可能会继续下降,这将使未来更多人更容易获得,特别是在发展中国家。 在美国,预计成本降低将使到2050年太阳能发电量增加500%。理论上,如我们所知,为全世界供电,我们需要4,000,000平方米的太阳能电池。 从这个角度来看,撒哈拉沙漠面积为3,600,000平方米。