วิทยาศาสตร์ยอดนิยม: วิธีการสร้างพลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์?

การผลิตพลังงานไฟฟ้าจากพลังงานแสงอาทิตย์เป็นเทคโนโลยีที่ใช้ผลของเซลล์สุริยะในส่วนของเซมิคอนดักเตอร์เพื่อแปลงพลังงานแสงให้เป็นกระแสไฟฟ้าโดยตรง การผลิตกระแสไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์ประกอบไปด้วยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ (โมดูล) สามส่วนตัวควบคุมและอินเวอร์เตอร์ องค์ประกอบหลักประกอบด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ดังนั้นกระบวนการเฉพาะคืออะไร? ที่นี่เราจะมาวิเคราะห์รายละเอียดกระบวนการผลิตไฟฟ้าโซลาร์เซลล์คืออะไร?

ระบบหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์

เกี่ยวกับเซมิคอนดักเตอร์

เคมีคริสตัลซิลิคอนมีความเสถียรมาก ที่อุณหภูมิห้องยกเว้นไฮโดรเจนฟลูออไรด์เป็นเรื่องยากที่จะทำปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ และเป็นตัวนำที่ไม่ดีเพราะไม่มีอิเล็กตรอนอิสระที่ไม่ได้ใช้งาน อะตอมของฟอสฟอรัส (P) ของอิเล็กตรอนที่อยู่นอกสุดห้าตัวอะตอมของฟอสฟอรัสเป็นผลึกซิลิกอนจากนั้นผลึกซิลิคอนก็เห็นได้ชัดว่ามีอิเล็กตรอนอิสระเพิ่มขึ้น

อะตอมของฟอสฟอรัสจะมีอิเล็กตรอนสี่ตัวและอนุภาคอะตอมของซิลิคอนสี่ตัวจะมีอิเล็กตรอนอยู่เป็นอิสระ อะตอมของซิลิคอนในซิลิคอนคริสตัลจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฟอสฟอรัสทำให้เกิดอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากเพื่อที่จะนำกระแสไฟฟ้า ณ จุดนี้เราได้ทำเซมิคอนดักเตอร์ชื่อว่า "N-type semiconductor"

ระบบหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์

หลังจากเติมด้วยอะลูมิเนียมอะลูมิเนียมเป็นที่ชัดเจนว่ามีอิเล็กตรอนหายไป การยาสลบซิลิกอนกับอะตอมที่เป็น trivalent เช่นอลูมิเนียมและโบรอนทำให้เกิดเซมิคอนดักเตอร์ชนิดอื่นเรียกว่า "P-type semiconductor" P "ลองนึกภาพหลุมที่ต้องใช้อิเล็กตรอนเพื่อเติมเต็ม

สารกึ่งตัวนำชนิด P ยังเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าได้เนื่องจากหลังจากใช้สนามไฟฟ้าภายนอกแล้วอิเล็กตรอนในสารกึ่งตัวนำชนิด P จะเติมหลุมในทิศทางของสนามไฟฟ้าตรงกันข้ามและในขณะเดียวกันหลุมจะเคลื่อนที่ไปในทิศทางของ สนามไฟฟ้าเพื่อให้กระแสไฟฟ้าถูกสร้างขึ้น

เกี่ยวกับ PN ชุมทาง

ถ้าด้านหนึ่งของคริสตัลเซมิคอนดักเตอร์เป็นสารกึ่งตัวนำชนิด N และอีกด้านหนึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำชนิด P ผิวสัมผัสที่อยู่ตรงกลางเรียกว่า PN junction ในเซมิคอนดักเตอร์ N-type ความเข้มข้นของอิเล็กตรอนอิสระสูงในขณะที่สารกึ่งตัวนำชนิด P มีความเข้มข้นของรูสูง ตามหลักการการแพร่กระจายสารมักแพร่กระจายจากความเข้มข้นสูงไปจนถึงความเข้มข้นต่ำ

ดังนั้นในชุมทาง PN จะมีอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากจากสารกึ่งตัวนำชนิด N ถึงการกระจายตัวของเซมิคอนดักเตอร์แบบ P ซึ่งเป็นผลให้สารกึ่งตัวนำ N ชนิดนี้เป็นไฟฟ้าเป็นกลางไม่มีประจุ แต่เป็นเพราะความสูญเสีย ของอิเล็กตรอนบางส่วนมีประจุบวก ในสารกึ่งตัวนำชนิด P เนื่องจากอิเล็กตรอนอิสระจำนวนมากวิ่งไปเต็มหลุมจำนวนมากส่งผลให้ความเข้มข้นของหลุมลดลงสารกึ่งตัวนำชนิด P แบบดั้งเดิมยังมีความเป็นกลางทางไฟฟ้าซึ่งเป็นมากกว่าอิเล็กทรอนิกส์มากดังนั้นจึงนำไฟฟ้าเชิงลบ

ระบบหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์

ในทางแยก PN ด้านหนึ่งจะมีประจุบวกและด้านอื่น ๆ จะถูกประจุลบทำให้เกิดสนามไฟฟ้าภายในที่พื้นผิวสัมผัส

กระบวนการสร้างพลังงานไฟฟ้าจากเซลล์แสงอาทิตย์คืออะไร?

เมื่อแสงแดดส่องลงบนสารกึ่งตัวนำทั่วไปอิเล็กตรอนและรูจะถูกสร้างขึ้น นั่นคือเมื่อแสงแดดสร้างอิเล็กตรอนอิสระในเซมิคอนดักเตอร์จะมีการสร้างรูในเวลาเดียวกันเนื่องจากอิเล็กตรอนออกจากเซลล์แสงอาทิตย์ตำแหน่งที่เมื่อกลายเป็นอิเล็กตรอนอิสระตำแหน่งดังกล่าวจำเป็นต้องขาดอิเล็กตรอนและรูถูกสร้างขึ้น .

เนื่องจากมีสนามไฟฟ้าภายในเขต PN เมื่อแสงแดดสร้างอิเล็กตรอนและรูในจุดเชื่อมต่อ PN อิเล็กตรอนจะย้ายไปที่สารกึ่งตัวนำ N ชนิดภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายใน ในทำนองเดียวกันหลุมย้ายไปยังสารกึ่งตัวนำชนิด P ณ จุดนี้ถ้า PN เชื่อมต่อกับปลายทั้งสองของสายคุณสามารถสร้างกระแส

ระบบหลังคาพลังงานแสงอาทิตย์