Солнечные элементы — принципы работы
Солнечные элементы (СЭ) изготавливаются из материалов, которые напрямую преобразуют солнечный свет в электричество. Большая часть из коммерчески выпускаемых в настоящее время СЭ изготавливается из кремния (химический символ Si). Устройство солнечного элемента показано на рис. 3.1.
Типы солнечных элементов. СЭ может быть следующих типов:
♦ монокристаллический;
♦ поликристаллический;
♦ аморфный.
Различие между этими формами в том, как организованы атомы кремния в кристалле. Различные СЭ имеют разный КПД преобразования энергии света. Моно — и поликристаллические элементы имеют
почти одинаковый КПД, который выше, чем у СЭ, изготовленных из аморфного кремния (http://www. solarhome. ru/ru/basics/).
Прежде всего, в СЭ имеется задний контакт и 2 слоя кремния разной проводимости. Сверху имеется сетка из металлических контактов и антибликовое просветляющее покрытие, которое дает СЭ характерный синий оттенок.
В последние годы разработаны новые типы материалов для СЭ. Например, тонкопленочные СЭ из медь-индий-диселенида и из CdTe (теллурид кадмия). Эти СЭ в последнее время также коммерчески используются.
КПД солнечных элементов:
♦ монокристаллические — 12… 15 %;
♦ поликристаллические — 11…14 %;
♦ аморфные — 6 …7 %;
♦ теллурид кадмия — 7…8 %.
Пиковый ватт. СЭ производит электричество, когда освещается светом. В зависимости от интенсивности света (измеряемой в Вт/м2), солнечный элемент производит больше или меньше электричества: яркий солнечный свет более предпочтителен, чем тень, и тень более предпочтительна, чем электрический свет.
Для сравнения СЭ и модулей необходимо знать так называемую номинальную мощность элемента или модуля. Номинальная мощность, выращенная в ваттах пиковой мощности Wp, — это мера того, сколько электроэнергии может произвести фотоэлектрический модули при оптимальных условиях.
Для определения и сравнения номинальной мощности солнечных панелей, выходная мощность измеряется при стандартных тестовых условиях (СТУ). Эти условия предполагают:
♦ освещенность 1000 Вт/м2;
♦ солнечный спектр AM 1.5 (он определяет тип и цвет света);
♦ температура элемента 25 °С (это важно, так как эффективность СЭ падает при повышении его температуры).
Ию
Им
■111