Солнечный свет падает на p-n-переход полупроводника, образуя новую пару дырка-электрон. Под действием электрического поля p-n-перехода дырки перетекают из n-области в p-область, а электроны — из p-области в n-область, образуя ток после замыкания цепи. Это фотоэлектрический эффект.Солнечные батареиПринцип работы.
Солнечная фотоэлектрическаяСуществует два способа получения электроэнергии: метод фототермоэлектрического преобразования и метод прямого фотоэлектрического преобразования.
(1) Фототермическое преобразование электроэнергии — это использование тепловой энергии, вырабатываемой солнечным излучением, для выработки электроэнергии. Обычно поглощенная тепловая энергия преобразуется в пар с помощью солнечного коллектора, который затем приводит в действие турбину для выработки электроэнергии. Первый процесс представляет собой процесс преобразования света в тепло; Последний процесс представляет собой процесс преобразования тепла в электричество, который аналогичен обычному производству тепловой энергии. Недостатками солнечной тепловой энергетики являются ее низкая эффективность и высокая стоимость. По оценкам, инвестиции в строительство как минимум в 5–10 раз превышают инвестиции в обычную тепловую электростанцию. Для установки CSP мощностью 1000 МВт потребуются инвестиции в размере 2–2,5 млрд долларов США, при этом средний размер инвестиций составляет 2000–2500 долларов США за кВт. Поэтому его можно использовать только в небольших масштабах и в особых случаях. Масштабное использование экономически невыгодно и не может конкурировать с обычными тепловыми электростанциями или атомными электростанциями.
(2) Прямое преобразование света в электричество использует фотоэлектрический эффект для преобразования солнечного излучения непосредственно в электрическую энергию. Основным устройством для преобразования света в электричество являетсяСолнечные батареи. Солнечный элемент — это устройство, преобразующее солнечную энергию непосредственно в электрическую энергию за счет фотоэлектрического эффекта. Это полупроводниковый фотодиод. Когда солнечный свет попадает на фотодиод, фотодиод преобразует энергию солнечного света в электрическую энергию и генерирует электрический ток. При последовательном или параллельном соединении большого количества батарей они могут образовать солнечную батарею с относительно большой выходной мощностью. Солнечные элементы — это новый многообещающий источник энергии, обладающий тремя основными преимуществами: энергоэффективностью, чистотой и гибкостью. Солнечные элементы имеют длительный срок службы. Пока существует солнце, их можно использовать один раз и надолго. По сравнению с тепловой и атомной энергетикой солнечные элементы не загрязняют окружающую среду. Солнечные элементы могут использоваться для создания больших, малых, средних и крупных электростанций: от средней электростанции мощностью 1 миллион киловатт до небольшого односемейного домохозяйства с солнечными панелями, с чем не могут сравниться другие источники энергии.