Принцип вироблення енергії сонячними панелями

Сонце світить на PN-перехід напівпровідника, утворюючи нову пару дірка-електрон. Під дією електричного поля PN-переходу дірка перетікає з області P в область N, а електрон перетікає з області N в область P. Коли ланцюг з'єднаний, утворюється струм. Так працюють сонячні елементи на фотоелектричному ефекті.

Генерація сонячної енергії Існує два типи виробництва сонячної енергії: один – це режим перетворення світла в тепло в електроенергію, інший – це режим прямого перетворення світла в електроенергію.

(1) Метод перетворення світла в тепло в електрику використовує теплову енергію, що генерується сонячним випромінюванням, для виробництва електроенергії. Як правило, поглинена теплова енергія перетворюється сонячним колектором на пару робочого тіла, а потім парова турбіна приводиться в дію для вироблення електроенергії. Перший процес є процесом перетворення світла в тепло; другий процес є процесом перетворення тепла в електрику.

(2) Фотоелектричний ефект використовується для безпосереднього перетворення енергії сонячного випромінювання в електричну енергію. Основним пристроєм фотоелектричного перетворення є сонячний елемент. Сонячний елемент – це пристрій, який безпосередньо перетворює енергію сонячного світла в електричну енергію завдяки ефекту фотогенерації вольта. Це напівпровідниковий фотодіод. Коли сонце світить на фотодіод, фотодіод перетворює енергію сонячного світла на електричну енергію та генерує струм. Коли багато елементів з'єднані послідовно або паралельно, можна сформувати квадратний масив сонячних елементів з відносно великою вихідною потужністю.

Наразі кристалічний кремній (включаючи полікремній та монокристалічний кремній) є найважливішим фотоелектричним матеріалом, його частка ринку становить понад 90%, і в майбутньому протягом тривалого періоду часу він все ще буде основним матеріалом для сонячних елементів.

Протягом тривалого часу технологія виробництва полікремнієвих матеріалів контролювалася 10 заводами 7 компаній у 3 країнах, таких як США, Японія та Німеччина, утворюючи технологічну блокаду та ринкову монополію.

Попит на полікремній переважно пов'язаний з виробництвом напівпровідників та сонячних елементів. Залежно від вимог до чистоти, він поділяється на полікремній електронного рівня та полікремній сонячного рівня. Серед них полікремній електронного рівня становить близько 55%, а полікремній сонячного рівня - 45%.

Зі швидким розвитком фотоелектричної промисловості попит на полікремній у сонячних елементах зростає швидше, ніж розвиток напівпровідникового полікремнію, і очікується, що до 2008 року попит на сонячний полікремній перевищить попит на полікремній електронного класу.

У 1994 році загальне виробництво сонячних елементів у світі становило лише 69 МВт, але в 2004 році воно наблизилося до 1200 МВт, що у 17 разів більше лише за 10 років. Експерти прогнозують, що сонячна фотоелектрична галузь перевершить ядерну енергетику як одне з найважливіших основних джерел енергії в першій половині 21 століття.