Fotovoltaisk celle Solcelle En solcelle, også kendt som en solcelle, repræsenterer et stort gennembrud inden for produktion af vedvarende energi. Denne geniale teknologi udnytter den fotovoltaiske effekt, et fysisk fænomen, hvor solfotoner rammer overfladen af en halvleder, hvilket resulterer i frigivelse af elektroner og generering af en udnyttelig elektrisk strøm. Fotovoltaisk effekt Den fotovoltaiske effekt Den fotovoltaiske effekt er et grundlæggende fænomen i fysikken, der er grundlaget for solcellernes funktion. Det sker, når lys i form af fotoner rammer overfladen af et halvledermateriale, såsom silicium, der anvendes i solceller. Når fotoner interagerer med materialet, overfører de deres energi til elektronerne i halvlederstrukturen. Fotonernes energi ophidser elektronerne, som frigør dem fra deres atombaner. Disse frigivne elektroner erhverver derefter kinetisk energi og bevæger sig gennem materialet. Det er denne bevægelse af elektroner, der genererer en elektrisk strøm. I deres ophidsede tilstand har elektroner imidlertid en tendens til at rekombinere med huller (hullerne efterladt af manglende elektroner) i materialet, hvilket kan annullere den fotovoltaiske effekt. For at undgå denne uønskede rekombination er solceller designet til at skabe et PN-kryds. I en typisk solcelle er det øverste lag af halvledermaterialet doteret med atomer, der har overskydende elektroner (n-type), mens bundlaget er doteret med atomer med overskydende huller (p-type). Denne konfiguration skaber et elektrisk felt, der leder de frigivne elektroner til n-typelaget og hullerne til p-typelaget. Som et resultat opsamles elektronerne, der frigives af den fotovoltaiske effekt, på solcellens n-type overflade, mens hullerne opsamles på p-type overfladen. Denne adskillelse af ladninger skaber et elektrisk potentiale mellem de to lag og genererer således en konstant elektrisk strøm, når sollys rammer cellen. Denne strøm kan derefter bruges som en kilde til elektricitet til at drive elektriske apparater eller opbevares i batterier til senere brug. I deres ophidsede tilstand i ledningsbåndet er disse elektroner frie til at bevæge sig gennem materialet, og det er denne bevægelse af elektronen, der skaber en elektrisk strøm i cellen. Typer af celler Fotovoltaisk Monokrystallinsk siliciumcelle Monokrystallinske siliciumceller : Disse celler er lavet af en enkelt siliciumkrystal, hvilket giver dem en ensartet struktur og høj effektivitet. Den unikke krystalorientering giver mulighed for bedre optagelse af solfotoner, hvilket resulterer i høj effektivitet. Fremstillingsprocessen er imidlertid mere kompleks, hvilket resulterer i højere produktionsomkostninger. Polykrystallinsk siliciumcelle Polykrystallinske siliciumceller : Lavet af siliciumblokke, der består af flere krystaller, er disse celler lettere og billigere at producere end monokrystallinske. Grænserne mellem krystaller kan reducere effektiviteten lidt, men tekniske fremskridt har forbedret deres ydeevne over tid. De tilbyder en god balance mellem omkostninger, effektivitet og bæredygtighed. Tyndfilmsceller : Disse celler fremstilles ved at deponere et tyndt lag halvledermateriale direkte på et substrat, såsom glas eller metal. De er lettere og mere fleksible end siliciumceller, så de kan integreres i forskellige applikationer, såsom bløde solcelletage. Effektiviteten er generelt lavere end siliciumceller, men teknologiske fremskridt sigter mod at forbedre deres effektivitet. Heterojunction celler (HIT) : Disse celler kombinerer forskellige lag af halvledermaterialer, hvilket skaber en heterojunction-grænseflade. Interfacet fremmer effektiv ladningsseparation og reducerer tab på grund af elektron- og hulrekombination. HIT-celler har gode udbytter og bedre ydeevne ved høje temperaturer. Perovskite celle Perovskite celler : Perovskite-baserede celler er relativt nye og har tiltrukket stor interesse på grund af deres lette fremstilling og høje effektivitetspotentiale. Perovskite materialer kan deponeres fra flydende opløsninger, hvilket åbner døren til billigere fremstillingsprocesser. Langsigtet bæredygtighed og stabilitet under forskellige forhold er dog fortsat udfordringer. De fleste kommercielle solceller er single-junction, men multi-junction PV-celler er også blevet udvi DVI \Digital Visual Interface\ (DVI) eller Digital Video Interface blev opfundet af den digitale Display arbejder gruppe (DDWG). Det er en digital forbindelse, der bruges til at forbinde et grafikkort til en skærm. Det er en fordel (i forhold til VGA) på de skærme, hvor pixel er fysisk adskilt. DVI forbindelsen så væsentligt forbedrer kvaliteten af skærmen til VGA-forbindelse med : klet for at opnå højere effektivitet til en højere pris. Materialer Krystallinsk silicium : Monokrystallinsk : Disse celler er fremstillet af en enkelt siliciumkrystal og tilbyder høj effektivitet på grund af deres homogene struktur. Imidlertid er deres fremstillingsproces kompleks og dyr. Polykrystallinsk : Fremstillet af flere siliciumkrystaller er disse celler mere overkommelige at producere end monokrystallinske. Imidlertid er deres effektivitet lidt lavere på grund af grænserne mellem krystallerne. Tyndfilmsceller : Cadmiumtellurid (CdTe) : Disse celler bruger cadmiumtellurid som halvledermateriale. De er overkommelige at producere og bruges ofte i store applikationer. Cadmium er imidlertid giftigt, hvilket giver anledning til miljøproblemer. Kobber Indium Gallium Selenid (CIGS) : Disse celler er sammensat af lag af kobber, indium, gallium og selen. De tilbyder høj effektivitet og kan fremstilles på fleksible overflader, hvilket gør dem velegnede til visse specielle applikationer. Organiske halvlederceller : Disse celler bruger organiske polymerer eller kulstofbaserede materialer til at omdanne lys til elektricitet. De er normalt lette og fleksible, men deres effektivitet er ofte lavere end for andre celletyper. Perovskite celler : Perovskite-celler er relativt nye, men tiltrækker stor interesse på grund af deres høje effektivitetspotentiale og potentielt reducerede produktionsomkostninger. De bruger et krystallinsk materiale kaldet perovskit til at fange lys. Copyright © 2020-2024 instrumentic.info contact@instrumentic.info Vi er stolte af at kunne tilbyde dig et cookiefrit websted uden annoncer. Det er din økonomiske støtte, der holder os i gang. Klik !
Fotovoltaisk effekt Den fotovoltaiske effekt Den fotovoltaiske effekt er et grundlæggende fænomen i fysikken, der er grundlaget for solcellernes funktion. Det sker, når lys i form af fotoner rammer overfladen af et halvledermateriale, såsom silicium, der anvendes i solceller. Når fotoner interagerer med materialet, overfører de deres energi til elektronerne i halvlederstrukturen. Fotonernes energi ophidser elektronerne, som frigør dem fra deres atombaner. Disse frigivne elektroner erhverver derefter kinetisk energi og bevæger sig gennem materialet. Det er denne bevægelse af elektroner, der genererer en elektrisk strøm. I deres ophidsede tilstand har elektroner imidlertid en tendens til at rekombinere med huller (hullerne efterladt af manglende elektroner) i materialet, hvilket kan annullere den fotovoltaiske effekt. For at undgå denne uønskede rekombination er solceller designet til at skabe et PN-kryds. I en typisk solcelle er det øverste lag af halvledermaterialet doteret med atomer, der har overskydende elektroner (n-type), mens bundlaget er doteret med atomer med overskydende huller (p-type). Denne konfiguration skaber et elektrisk felt, der leder de frigivne elektroner til n-typelaget og hullerne til p-typelaget. Som et resultat opsamles elektronerne, der frigives af den fotovoltaiske effekt, på solcellens n-type overflade, mens hullerne opsamles på p-type overfladen. Denne adskillelse af ladninger skaber et elektrisk potentiale mellem de to lag og genererer således en konstant elektrisk strøm, når sollys rammer cellen. Denne strøm kan derefter bruges som en kilde til elektricitet til at drive elektriske apparater eller opbevares i batterier til senere brug. I deres ophidsede tilstand i ledningsbåndet er disse elektroner frie til at bevæge sig gennem materialet, og det er denne bevægelse af elektronen, der skaber en elektrisk strøm i cellen.
Monokrystallinsk siliciumcelle Monokrystallinske siliciumceller : Disse celler er lavet af en enkelt siliciumkrystal, hvilket giver dem en ensartet struktur og høj effektivitet. Den unikke krystalorientering giver mulighed for bedre optagelse af solfotoner, hvilket resulterer i høj effektivitet. Fremstillingsprocessen er imidlertid mere kompleks, hvilket resulterer i højere produktionsomkostninger.
Polykrystallinsk siliciumcelle Polykrystallinske siliciumceller : Lavet af siliciumblokke, der består af flere krystaller, er disse celler lettere og billigere at producere end monokrystallinske. Grænserne mellem krystaller kan reducere effektiviteten lidt, men tekniske fremskridt har forbedret deres ydeevne over tid. De tilbyder en god balance mellem omkostninger, effektivitet og bæredygtighed.
Tyndfilmsceller : Disse celler fremstilles ved at deponere et tyndt lag halvledermateriale direkte på et substrat, såsom glas eller metal. De er lettere og mere fleksible end siliciumceller, så de kan integreres i forskellige applikationer, såsom bløde solcelletage. Effektiviteten er generelt lavere end siliciumceller, men teknologiske fremskridt sigter mod at forbedre deres effektivitet.
Heterojunction celler (HIT) : Disse celler kombinerer forskellige lag af halvledermaterialer, hvilket skaber en heterojunction-grænseflade. Interfacet fremmer effektiv ladningsseparation og reducerer tab på grund af elektron- og hulrekombination. HIT-celler har gode udbytter og bedre ydeevne ved høje temperaturer.
Perovskite celle Perovskite celler : Perovskite-baserede celler er relativt nye og har tiltrukket stor interesse på grund af deres lette fremstilling og høje effektivitetspotentiale. Perovskite materialer kan deponeres fra flydende opløsninger, hvilket åbner døren til billigere fremstillingsprocesser. Langsigtet bæredygtighed og stabilitet under forskellige forhold er dog fortsat udfordringer. De fleste kommercielle solceller er single-junction, men multi-junction PV-celler er også blevet udvi DVI \Digital Visual Interface\ (DVI) eller Digital Video Interface blev opfundet af den digitale Display arbejder gruppe (DDWG). Det er en digital forbindelse, der bruges til at forbinde et grafikkort til en skærm. Det er en fordel (i forhold til VGA) på de skærme, hvor pixel er fysisk adskilt. DVI forbindelsen så væsentligt forbedrer kvaliteten af skærmen til VGA-forbindelse med : klet for at opnå højere effektivitet til en højere pris.
Krystallinsk silicium : Monokrystallinsk : Disse celler er fremstillet af en enkelt siliciumkrystal og tilbyder høj effektivitet på grund af deres homogene struktur. Imidlertid er deres fremstillingsproces kompleks og dyr. Polykrystallinsk : Fremstillet af flere siliciumkrystaller er disse celler mere overkommelige at producere end monokrystallinske. Imidlertid er deres effektivitet lidt lavere på grund af grænserne mellem krystallerne.
Tyndfilmsceller : Cadmiumtellurid (CdTe) : Disse celler bruger cadmiumtellurid som halvledermateriale. De er overkommelige at producere og bruges ofte i store applikationer. Cadmium er imidlertid giftigt, hvilket giver anledning til miljøproblemer. Kobber Indium Gallium Selenid (CIGS) : Disse celler er sammensat af lag af kobber, indium, gallium og selen. De tilbyder høj effektivitet og kan fremstilles på fleksible overflader, hvilket gør dem velegnede til visse specielle applikationer.
Organiske halvlederceller : Disse celler bruger organiske polymerer eller kulstofbaserede materialer til at omdanne lys til elektricitet. De er normalt lette og fleksible, men deres effektivitet er ofte lavere end for andre celletyper.
Perovskite celler : Perovskite-celler er relativt nye, men tiltrækker stor interesse på grund af deres høje effektivitetspotentiale og potentielt reducerede produktionsomkostninger. De bruger et krystallinsk materiale kaldet perovskit til at fange lys.