Mik azok a szilícium -napelemek?

A napelemek olyan eszközök, amelyek a fényenergiát elektromos energiává alakítják.A megfelelő működés érdekében a sejteket félvezető anyaggal kell lefedni, amely képes felszívni a fényt.A szilícium -napelemek olyan napelemek, amelyek szilikonnal vannak bevonva, és a leggyakoribb típusúak.Ezek a cellák sorozatban vannak csatlakoztatva, úgynevezett moduloknak, és a modulokat összekapcsolják, hogy olyan tömböt képezzenek, amely előállítja a kívánt feszültséget.Ezeket ezután egy üvegpanelek mögött egy védőtartályba helyezzük, amelyek a napfényt a cellákhoz irányítják.Az elektronokat lazán kopogtatják, és átfolynak az anyagon, amely elektromos áramot termel.A szilícium -napelemek tömbje átalakítja ezt az energiát egyenáramú (DC) villamos energiává.Egy integrált rendszerben az elektromos áramot ezután inverterek segítségével táplálják a villamosenergia -hálózatba.Az önálló napenergia-termékek az akkumulátorok villamos energiáját tárolják.A tiszta szilíciumot ki kell vonni a szilícium -dioxidból, majd fel kell dolgozni, hogy növelje vezetőképességét.A tiszta szilícium a villamos energia rossz vezetője, de ha bizonyos szennyeződéseket adnak hozzá, tipikusan foszfor atomok, kiváló vezetővé válik.Ez a feldolgozás sok energiát költ, és felelős a szilícium -napelemek magas költségeiért.A hagyományosan gyártott sejtek egykristályos szilíciumot használnak ömlesztett formában, amelyet ostyákra vágnak.Ezek csak a szilícium kb. Egy százalékát használják, amelyet a hagyományos cella használna, de sajnos sokkal kevésbé hatékonyak.Fejlesztettek olyan sejteket, amelyek többrétegű vékonyréteggel készültek, amelyek ugyanolyan hatékonyak, mint a drágább hagyományos sejtek, és mégis fenntartják az alacsonyabb költségek, a világosabb és nagyobb rugalmasság előnyeit.A polikristályos és amorf vékonyrétegű szilíciumsejtek további, alacsonyabb költségű lehetőségek.

Egy másik kihívás a tudósok számára az, hogy megtalálják a módját a szilícium napelemek hatékonyságának növelésére.A napfény széles hullámhossz -tartománya van, amely széles energiával rendelkező fotonokat tartalmaz.Ezek közül néhány túl gyenge vagy túl erős ahhoz, hogy a félvezető anyaggal rögzítse az elektron-lyuk párját.A legtöbb sejt csak 15% -ban hatékony, ami azt jelenti, hogy csak a napfényben rendelkezésre álló elektromos energia 15% -át rögzítik.Szilícium napelemek.Az Európai Unió által finanszírozott kutatási projekt prioritása a vékony film hatékonyságának növelésére, ezáltal jelentősen csökkentve a költségeket.Egy japán vállalat szilícium -napelemeket fejlesztett ki több termékben történő felhasználásra, amelynek átlagos hatékonysága 25%.A Boeing-Specrolab, az amerikai társaság 40,7% -os hatékonyságú koncentrátor szilícium-napelemet fejlesztett ki.

Mare kutatás és fejlesztés szükséges, mielőtt a napenergia elsődleges energiaforrássá válik, mégis ez a terület nemzetközi figyelmet és finanszírozást kap.Ahogy a költségek csökkennek és a hatékonyság javulnak, a napenergia sokkal gyakoribbá válhat.Még ezekkel a kihívásokkal is, a szilícium napelemeket már különféle termékekben használják.Ide tartoznak minden nap, például számológépek, zseblámpák, telefonos töltők, vízkút, valamint a háztartási és kereskedelmi melegvíz -rendszerek.