Was sind Silizium -Solarzellen?

Solarzellen sind Geräte, die Lichtenergie in elektrische Energie umwandeln.Um ordnungsgemäß zu arbeiten, müssen die Zellen mit einem Halbleitermaterial bedeckt sein, das das Licht absorbieren kann.Silizium -Solarzellen sind Solarzellen, die mit Silizium beschichtet sind und der häufigste verwendete Typ sind.Diese Zellen sind in Reihe als Module verbunden, und die Module sind miteinander verbunden, um ein Array zu bilden, das die gewünschte Spannung erzeugt.Diese werden dann in einen Schutzbehälter hinter Glasplatten gelegt, der das Sonnenlicht auf die Zellen lenkt.

Wenn Licht auf die Sonnenkabine trifft, werden die Photonen vom Halbleitermaterial absorbiert.Die Elektronen werden locker geschlagen und fließen durch das Material, das Strom erzeugt.Eine Reihe von Silizium -Solarzellen wandelt diese Energie in Gleichstrom -Elektrizität um.In einem integrierten System wird der Strom unter Verwendung von Wechselrichtern in das Stromnetz eingespeist.Eigenständige Solarprodukte speichern den Strom in Batterien.

Während Silizium ein sehr häufiges Element ist, ist es normalerweise in Siliciumdioxid gebunden.Das reine Silizium muss aus der Siliciumdioxid extrahiert und dann verarbeitet werden, um seine Leitfähigkeit zu erhöhen.Reines Silizium ist ein schlechter Stromleiter, aber wenn bestimmte Verunreinigungen hinzugefügt werden, wird es typischerweise phosphoratome ein ausgezeichneter Leiter.Diese Verarbeitung verbringt viel Energie und ist für die hohen Kosten für Silizium -Solarzellen verantwortlich.Traditionell hergestellte Zellen verwenden Single-Crystal-Silizium in einer Schüttgutform, die in Wafer geschnitten wird.Diese verwenden nur etwa ein Prozent des Siliziums, die eine herkömmliche Zelle verwenden würde, aber leider sind sie viel weniger effizient.Es wurden Zellen mit mehreren Schichten von Dünnschichten entwickelt, die genauso effizient wie die teureren traditionellen Zellen sind und dennoch die Vorteile geringerer Kosten, leichteres Gewicht und größerer Flexibilität beibehalten.Polykristalline und amorphe Siliziumzellen mit dünnem Film sind zusätzliche Optionen für niedrigere Kosten.

Eine weitere Herausforderung für Wissenschaftler besteht darin, einen Weg zu finden, um die Wirksamkeit von Silizium-Solarzellen zu erhöhen.Sonnenlicht hat eine Vielzahl von Wellenlängen, die Photonen mit einer Vielzahl von Energien enthalten.Einige davon sind zu schwach oder zu stark, um das Elektronenlochpaar zu bilden, das vom Halbleitermaterial erfasst werden muss.Die meisten Zellen sind nur 15% effizient, was bedeutet, dass sie nur 15% der im Sonnenlicht zur Verfügung stehenden elektrischen Energie erfassenSilizium -Solarzellen.Das Finden von Wegen, um die Effizienz des Dünnfilms zu steigern und damit die Kosten stark zu senken, hat eine Priorität eines von der Europäischen Union finanzierten Forschungsprojekts.Ein Unternehmen in Japan hat Silizium -Solarzellen für die Verwendung in mehreren Produkten entwickelt, was eine durchschnittliche Effizienz von 25%hat.Boeing-Spectrolab, ein US-Unternehmen, hat eine Konzentrator-Silizium-Solarzelle mit einer Effizienz von 40,7% entwickelt.Wenn sich die Kosten verringern und die Effizienz verbessert, kann die Sonnenenergie viel häufiger werden.Trotz dieser Herausforderungen werden in einer Vielzahl von Produkten bereits Silizium -Solarzellen verwendet.Dazu gehören tägliche Artikel wie Taschenrechner, Taschenlampen, Telefonladegeräte, Wasserbrunnen sowie häusliche und kommerzielle Hot Water -Systeme.