Солнечные батареи уже используются для питания широкого спектра устройств, от мобильных устройств до электромобилей. Здесь можете посмотреть контроллеры заряда солнечных батарей.

Принцип работы

Полупроводник — это материал, в котором атомы либо имеют дополнительные электроны (n-тип), либо наоборот, их недостаточно (p-тип). В результате полупроводниковый фотоэлемент состоит из двух слоев с различной проводимостью. n-слой используется в качестве катода, а p-слой — в качестве анода.

Избыточные электроны из n-слоя могут оставлять атомы, в то время как p-слой захватывает эти электроны. Это лучи света, которые «вырубают» электроны из атомов n-слоя, и они летят в p-слой, чтобы заполнить пустые пространства. Таким образом, электроны бегут по кругу, выходят из p-слоя, проходят нагрузку и возвращаются к n-слою.

 

Первым материалом солнечных батарей в истории был селен. С их помощью солнечные батареи работали в конце 19 — начале 20. Однако, учитывая крайне низкую эффективность (менее 1 процента), сразу начали искать замену селену.

Массовое производство солнечных батарей стало возможным после того, как телекоммуникационная компания «Белл Энтерпрайз» разработала солнечную батарею на основе кремния. Это по-прежнему самый распространенный материал в производстве солнечных батарей. Очистка кремния является чрезвычайно дорогостоящим методом и поэтому постепенно пробуют альтернативы: соединения меди, индия, галлия и кадмия.

Очевидно, что мощности отдельных фотоэлементов недостаточно для питания мощных электрических устройств. Таким образом, они объединяются в одну цепь, образуя солнечную батарею (также называемую солнечной панелью).

Фотоэлементы устанавливаются на каркас солнечной батареи таким образом, чтобы их можно было заменить по отдельности в случае сбоя. Для защиты от внешнего воздействия вся структура покрыта прочным пластиком или закаленным стеклом.