Фотоэлементы и солнечные батареи

treugoma.ru › Учебник › Химическое действие тока. Источники постоянного тока › 

Фотоэлементы и солнечные батареи

Фотоэлементом называют полупроводниковое устройство, в котором световая энергия преобразуется в электрическую.

Первые полупроводниковые фотоэлементы были разработаны и получили практическое применение около 40 лет тому назад. В качестве полупроводника в них использовалась закись меди, а затем селен, давший лучшие результаты. Селеновый фотоэлемент промышленность выпускает и сейчас. В частности, селеновый фотоэлемент используют в люксометрах- приборах для измерения освещенности. Селеновый фотоэлемент является неотъемлемой частью фотографического экспонометра, который измеряет освещенность фотографируемого объекта. Коэффициент полезного действия селеновых фотоэлементов не превышает 0,1%, и их используют лишь для измерительных целей.

Германиевые фотоэлементы обладают к.п.д. около 5%, кремниевые – от 7 до 11% и выше. Из кремниевых фотоэлементов составляют солнечные батареи, которые служит для прямого преобразования излучаемой солнцем энергии в электрическую.

Пластина кремния покрыта очень тонким (прозрачным) слоем золота. Под действием светового потока в элементе происходит инверсивное движение электронов от поверхности во внутрь кремния. В замкнутой цепи течет ток. Электродвижущая сила такого элемента около 0,5 В.

Если произошло короткое замыкание выводных проводов элемента, то при прямом солнечном освещении и площади освещаемой поверхности 1 см2 ток короткого замыкания достигает 0,025А.

Чтобы увеличить напряжение, элемента соединяют в батарею последовательно. Если нужно увеличить ток, элементы соединяют параллельно. Для кремниевого фотоэлемента при отсутствии потерь теоретический к.п.д. составляет 22%. Из-за различных потерь (отражение солнечных лучей от поверхности фотоэлемента, наличие сопротивления в самом элементе и контактных вводах) к.п.д. значительно снижается. Подсчитано, что с каждого квадратного метра поверхности, перпендикулярной солнечным лучам, на уровне верхних слоев атмосферы, можно получать мощность равную 1350 Вт.Энергия, даваемая солнечной батареей площадью 70 м2, смонтированной на крыше небольшого дома, могла бы обеспечить жителей этого дома электрической энергией для освещения и отопления. Эта батарея должна работать совместно с аккумуляторной батареей, которая днем будет заряжаться, а вечером отдавать энергию для питания электроприборов.

В связи со сложным процессом получения чистого кремния, солнечные батареи довольно дороги.

Уже разработаны солнечные батареи, позволяющие получать до 100 Вт с 1 м2 площади набора элементов.

На атомных батареях на пластину кремния или германия нанесен слой радиоактивного материала, излучение которого заменяет свет в фотоэлементах. В зависимости от скорости распада (периода полураспада) радиоактивного материала, батарея может работать без замены несколько десятков лет. Из-за высокой стоимости батареи и чрезвычайной вредности радиоактивных излучений атомные батареи не имеют перспективного широкого практического применения.



Опубликовать


Если вам понравилась эта статья, разместите ссылку у себя на сайте или форуме. Для этого скопируйте текст, расположенный ниже:

Ссылка на статью для форума (bbcodes):
[url=http://treugoma.ru/book/chemical-action/photocells/]Фотоэлементы и солнечные батареи[/url]
html ссылка:
<a target="_blank" title="Фотоэлементы и солнечные батареи" href="http://treugoma.ru/book/chemical-action/photocells/">Фотоэлементы и солнечные батареи</a>


Поиск по сайту

© 2010 - 2017 treugoma.ru


Warning: include_once(/home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/cnstats/cnt.php) [function.include-once]: failed to open stream: Нет такого файла или каталога in /home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/netcat/index.php(67) : eval()'d code on line 168

Warning: include_once() [function.include]: Failed opening '/home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/cnstats/cnt.php' for inclusion (include_path='/home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/netcat/require/lib/') in /home/p/phones3gru/new_netcat4/public_html/netcat/index.php(67) : eval()'d code on line 168