Как работает солнечная батарея.

В настоящее время солнечные электростанции и другие устройства, работающие на принципе преобразования солнечной энергии в электрическую, активно внедряются в различные сферы деятельности человека. Однако не многие знают, как работает солнечная батарея и на чем основан принцип ее действия. Фотоэлектрические преобразователи энергии солнца представляют собой панели из двух тонких пластин и чистого кремния, которые смонтированы в одну систему. На одну из таких пластин наносят фосфор, а на вторую бор. На пластине, покрытой фосфором, образуется множество свободных электронов, а на покрытой бором пластине возникают отсутствующие электроны. Стоит отметить, что в настоящее время в фотоэлектрических панелях все чаще стали использовать также такие вещества как медь, арсенид, кадмий, селен, поскольку они позволяют сделать панель менее чувствительно к перепадам температур. Исходя из этого, принцип работы солнечной батареи основан на том, что под влиянием солнечных лучей происходит движение электронов, между которыми возникает электрическое напряжение. Стоит отметить, что эффективность протекающего процесса преобразования энергии зависит в первую очередь от свойств полупроводниковой среды и оптических параметров фотоэлектрической панели.

На показанной картинке можно увидеть, что верхний слой p-n перехода имеет избыток электронов, и он соединен со стальными пластинами, которые в свою очередь играют роль положительных электродов. Этот слой имеет высокую жесткость и имеет способность пропускать солнечный свет. Нижний слой панели имеет недостаток электронов, потому он выступает в роли отрицательных электродов.

Описав вкратце, как работает солнечная батарея стоит остановить внимание на КПД подобных панелей. Ведь считается, что в идеале КПД солнечных батарей должен быть 20%, однако по данным многочисленных исследований он равен не более 10% и зависит в первую очередь от технологии выполнения так называемых p-n переходов. В настоящее время самыми эффективными являются солнечные фотоэлектрические батареи, выполненные на основе поликристалла или монокристалла кремния. Монокристаллические модули имеют черно-серый цвет, а поликристаллические панели имеют синюю верхнюю поверхность. Исходя из этого, принцип работы солнечной батареи основан на движении электродов между верхним и нижним слоем (в p-n переходе).