Преобразователи, датчики, сенсоры - Информационный портал © 2011 - 2023 Использование материалов сайта возможно при размещении активной ссылки
Солнечная батарея
Первый солнечный фотоэлемент был назван солнечная батарея. Технология получения кремниевой батареи, физико-технические основы работы. Современные солнечные батареи значительно превосходят по характеристикам батареи созданные в 50-х годах и находят широкое применение в различных областях народного хозяйства.
Солнечная батарея так назвали первый кремниевый фотоэлемент. Этот фотоэлемент создан в 1953 г. и представляет собой преобразователь лучистой энергии в электрическую с очень большим для этого класса приборов к. п. д., достигающим 6%.
Кремний - элемент, обладающий полупроводниковыми свойствами, расположенный в IV группе периодической системы, второй по распространенности элемент в природе. Атомный вес его 28,06, а порядковый номер 14. Температура плавления кристаллического кремния 1415° С, а температура кипения 2360° С. Электропроводность кремния в зависимости от сорта и числа, введенных в него примесей колеблется в довольно широких пределах. Как и три других элемента IV группы, кремний обладает решеткой типа алмазной.
В течение уже сравнительно многих лет кремний является объектом всесторонних физических исследований. В последние годы физики главное свое внимание сконцентрировали на изучении его электрических свойств. В итоге многолетних исследовательских работ были получены результаты, представляющие большую ценность, как для теорий, так и для практики. Среди этих результатов большое значение имеет метод получения кремния с наперед заданным механизмом проводимости - электронным или дырочным, позволивший разработать кремниевые детекторы. Таким же важным результатом, несомненно, следует считать разработку технологии введения в монокристалл кремния примесей посторонних атомов, позволяющей получать в одном кристалле р -n -переход, на основе которого и был создан кремниевый фотоэлемент с запорным слоем. На основе таких фотоэлементов и была создана солнечная батарея.
Технология изготовления кремниевого фотоэлемента довольно сложна. Она сводится в основном к следующим операциям. Сначала из расплавленного кремния выращивают большие монокристаллы. Взращивание монокристаллов может осуществляться разными способами. Один из них заключается в том, что в расплавленный кремний погружается затравка и очень медленно подымается вверх. Затравка, т. е. небольшой монокристаллик данного вещества, представляет собой кристаллизационный центр, вокруг которого начинается кристаллизация. В процессе медленного подъема затравки начинается постепенное образование монокристалла кремния, который может быть получен достаточно больших размеров. Весь этот процесс проводится в условиях высокого вакуума. Нагрев кремния осуществляется индукционной высокочастотной печью.
Полученные кремниевые монокристаллы разрезают на тонкие пластинки прямоугольной формы. Пластинка обладает электронным механизмом проводимости. Для создания же фотоэлемента с запорным слоем необходима система из двух полупроводников с противоположными механизмами проводимости. Для этого одну из поверхностей пластинки покрывают тонким равномерным слоем бора и в течение некоторого времени прогревают пластинку в электрической печи при непрерывной работе вакуумных насосов. Время диффузионного прогрева подбирается таким образом, чтобы атомы бора за это время успели продиффундировать внутрь пластинки лишь на часть ее толщины. Так как примесь бора к кремнию сообщает последнему дырочную проводимость, то в результате одна часть кремниевой пластинки будет обладать дырочной проводимостью, а вторая часть - электронной. На границе между одной и другой частями образуются р - n - переход и как следствие этого запорный слой. На обеих поверхностях кремниевой пластинки создаются специальным методом металлические электроды, один из которых - полупрозрачный. Затем пластинка помещается в оправку с двумя токовыми выводами.
Отдельные фотоэлементы можно соединять друг с другом последовательно и параллельно, получая, таким образом, фотоэлектрическую (солнечную) батарею. Подобную солнечную батарею можно использовать в неэлектрифицированных районах для питания переносных радиоприемников и передатчиков, телефонных станций и т. п. Даже при уже существующем уровне полупроводниковой техники кремниевые фотоэлементы позволяют получать в ясный солнечный день до 50 вт электроэнергии с каждого квадратного метра поверхности фотоэлемента, т. е. имеют к. п. д. около 6%. Для правильной оценки возможностей фотоэлементов с запорным слоем достаточно напомнить, что паровые двигатели имеют к. п. д. порядка 6-8%. Кроме того, следует иметь в виду, что в отличие от других преобразователей энергии срок службы полупроводниковых фотоэлементов может быть весьма большим, а в некоторых случаях - практически безграничным.
М.С.Соминский. Полупроводники. Солнечная батарея
Современная солнечная батарея, примеры:
Солнечные элементы модульного типа предназначенные для получения электроэнергии (солнечная панель, батарея). Монокристаллическая солнечная батарея ECS-10D, (технические характеристики):
русский / english
Главная >> Фотоэффекты, свет >> Солнечная батарея - принцип работы. Современные солнечные батареи.
Фотопроводимость
Фото ект запорного слоя
Солнечная батарея
Селеновые фотоэлементы
Селеновые фотосопротивления
Болометры
• Представлена информация о различных преобразователях и датчиках физических величин, параметров различных физических процессов.
• Электрофизические свойства и эффекты в различных электротехнических материалах.
• Теория, экспериментальые результаты, практическое применение
Номинальное напряжение - 17,6 В
Номинальный ток - 0,57 А
Напряжение при разомкнутом
контуре - 21,8 В
Ток короткого замыкания - 0,64 А
КПД солнечной батареи - 9 %
Зависимость коэффициента
потери мощности от нагрева
фотомодуля - 0.5%/°C
Рабочая температура
окружающей среды для данной
батареи - 40 + 85 °C
Размеры солнечной батареи - 330х310х25 мм
Вес - 1,8 кг
Портативная солнечная батарея - аккумулятор (зарядное устройство на солнечных батареях) AcmePower AP MF1818:
Солнечная батарея, назначение: Внешний аккумулятор для использования в качестве источника питания и подзарядки портативной техники.
Технические характеристики солнечной батареи:
Встроенный аккумулятор 700 мАч.
Выходное напряжение 5.5 В или 3.6 В.
Выходной ток (от встроенного аккумулятора) до 0.5 А.
Ток зарядки от солнечной батареи 120 мА.
Размеры солнечной панели 102х56х2 мм.
Питание: от солнечных элементов или от сети.
Габаритные размеры солнечной батареи 138 х 82 х 13 мм, вес 138 г.
Рабочая температура окружающей среды 0…40 °С
В комплект солнечной батареи (аккумулятора) может входить - адаптер питания, переходники для мобильных телефонов, плееров, цифровых фотокамер, радиоприемников и др..
Смотрите также:
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ, ДАТЧИКИ, СЕНСОРЫ
Информация, новости, реклама
