Fotonaponska ćelija Solarna ćelija Fotonaponska ćelija, poznata i kao solarna ćelija, predstavlja veliki napredak na polju proizvodnje obnovljive energije. Ova genijalna tehnologija eksploatiše fotonaponski efekat, fizički fenomen gde solarni fotoni udaraju u površinu poluprovodnika, što rezultira oslobađanjem elektrona i generacijom eksploatativne električne struje. Fotonaponski efekat Fotonaponski efekat Fotonaponski efekat je fundamentalni fenomen fizike koji je osnova funkcionisanja fotonaponskih ćelija. Javlja se kada svetlost, u obliku fotona, udari u površinu poluprovodničkog materijala, kao što je silikon koji se koristi u solarnim ćelijama. Kada fotoni nisu u interakciji sa materijalom, oni prenose svoju energiju na elektrone u strukturi poluprovodnika. Energija fotona uzbuđuje elektrone, što ih oslobađa atomske orbite. Ovi oslobođeni elektroni tada stiču kinetičku energiju i kreću se kroz materijal. To kretanje elektrona generiše električnu struju. Međutim, u svom uzbuđenom stanju, elektroni imaju tendenciju da se rekombinuju rupama (praznine koje su ostavili nestali elektroni) u materijalu, što bi moglo da otkaže fotonaponski efekat. Da bi se izbegla ova neželjena rekombinacija, fotonaponske ćelije su dizajnirane da kreiraju PN raskrsnicu. U tipičnoj solarnoj ćeliji, gornji sloj poluprovodničkog materijala je dopiran atomima koji imaju višak elektrona (n-tipa), dok je donji sloj dopiran atomima sa viškom rupa (p-tip). Ova konfiguracija stvara električno polje koje usmerava puštene elektrone na sloj n tipa i rupe na p-tip sloju. Kao rezultat toga, elektroni koje oslobađa fotonaponski efekat prikupljaju se na površini n tipa fotonaponske ćelije, dok se rupe sakupljaju na površini p tipa. Ovo odvajanje punjenja stvara električni potencijal između dva sloja i tako generiše konstantnu električnu struju kada sunčeva svetlost udari u ćeliju. Ova struja se zatim može koristiti kao izvor električne energije za napajanje električnih uređaja ili se skladišti u baterijama za kasniju upotrebu. U svom uzbuđenom stanju u dirigentskom bendu, ovi elektroni su slobodni da se kreću kroz materijal, i to kretanje elektrona stvara električnu struju u ćeliji. Tipovi ćelija Fotonaponski Monokristalna silikonska ćelija Monokristalne silikonske ćelije : Ove ćelije su napravljene od jednog silikonskog kristala, što im daje ujednačenu strukturu i visoku efikasnost. Jedinstvena kristalna orijentacija omogućava bolje hvatanje solarnih fotona, što rezultira visokom efikasnošću. Međutim, proces proizvodnje je složeniji, što rezultira većim troškovima proizvodnje. Polikristalna silikonska ćelija Polikristalne silikonske ćelije : Napravljene od silikonskih blokova koji se sastoje od više kristala, ove ćelije se lakše i jeftinije proizvode od monokristalnih. Granice između kristala mogu neznatno smanjiti efikasnost, ali tehnički napredak je vremenom poboljšao njihove performanse. Nude dobar balans između troškova, efikasnosti i održivosti. Tanke filmske ćelije : Ove ćelije se izrađuju tako što se tanak sloj poluprovodničkog materijala taloži direktno na supstrat, kao što su staklo ili metal. Lakši su i fleksibilniji od silikonskih ćelija, što im omogućava da se integrišu u razne primene, kao što su meki solarni krovovi. Efikasnost je generalno niža od silikonskih ćelija, ali tehnološki napredak ima za cilj poboljšanje njihove efikasnosti. Heterojunkcione ćelije (HIT) : Ove ćelije kombinuju različite slojeve poluprovodničkih materijala, stvarajući heterojunkcioni interfejs. Interfejs promoviše efikasno odvajanje punjenja i smanjuje gubitke usled rekombinacije elektrona i rupa. HIT ćelije imaju dobre prinose i bolje performanse na visokim temperaturama. Perovskite ćelija Perovskite ćelije : Ćelije zasnovane na Perovskitetu su relativno nove i izazvale su veliko interesovanje zbog lakoće proizvodnje i potencijala visoke efikasnosti. Perovskitet materijali se mogu taložiti iz tečnih rešenja, otvarajući vrata manje skupim proizvodnim procesima. Međutim, dugoročna održivost i stabilnost pod raznim uslovima ostaju izazovi. Većina komercijalnih PV ćelija je jednostruka raskrsnica, ali su razvijene i višeslojne PV ćelije kako bi se postigla veća efikasnost po većoj ceni. Materijala Kristalni silikon : Monokristalna linija : Napravljena od jednog silikonskog kristala, ove ćelije nude visoku efikasnost zbog svoje homogene strukture. Međutim, njihov proces proizvodnje je složen i skup. Polikristalna linija : Napravljena od nekoliko silikonskih kristala, ove ćelije su pristupačnije za proizvodnju od monokristalnih. Međutim, njihova efikasnost je nešto manja zbog granica između kristala. Tanke filmske ćelije : Cadmium Telluride (CdTe) : Ove ćelije koriste cadmium telluride kao poluprovodnički materijal. Pristupačne su za proizvodnju i često se koriste u velikim aplikacijama. Međutim, kadmijum je toksičan, što izaziva zabrinutost za životnu sredinu. Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) : Ove ćelije se sastoje od slojeva bakra, indijuma, galijuma i selena. Nude visoku efikasnost i mogu se proizvoditi na fleksibilnim površinama, što ih čini pogodnim za određene specijalne aplikacije. Organske poluprovodničke ćelije : Ove ćelije koriste organske polimere ili materijale na bazi ugljenika za pretvaranje svetlosti u električnu energiju. Obično su lagani i fleksibilni, ali njihova efikasnost je često niža od one u drugim tipovima ćelija. Perovskite ćelije : Ćelije Perovskite su relativno nove, ali privlače veliko interesovanje zbog svog visokog potencijala efikasnosti i potencijalno smanjenih troškova proizvodnje. Koriste kristalni materijal po imenu Perovskite da uhvate svetlost. Copyright © 2020-2024 instrumentic.info contact@instrumentic.info Ponosni smo što vam nudimo sajt bez kolačića bez ikakvih oglasa. Tvoja finansijska podrљka nas odrћava. Kliknite na dugme !
Fotonaponski efekat Fotonaponski efekat Fotonaponski efekat je fundamentalni fenomen fizike koji je osnova funkcionisanja fotonaponskih ćelija. Javlja se kada svetlost, u obliku fotona, udari u površinu poluprovodničkog materijala, kao što je silikon koji se koristi u solarnim ćelijama. Kada fotoni nisu u interakciji sa materijalom, oni prenose svoju energiju na elektrone u strukturi poluprovodnika. Energija fotona uzbuđuje elektrone, što ih oslobađa atomske orbite. Ovi oslobođeni elektroni tada stiču kinetičku energiju i kreću se kroz materijal. To kretanje elektrona generiše električnu struju. Međutim, u svom uzbuđenom stanju, elektroni imaju tendenciju da se rekombinuju rupama (praznine koje su ostavili nestali elektroni) u materijalu, što bi moglo da otkaže fotonaponski efekat. Da bi se izbegla ova neželjena rekombinacija, fotonaponske ćelije su dizajnirane da kreiraju PN raskrsnicu. U tipičnoj solarnoj ćeliji, gornji sloj poluprovodničkog materijala je dopiran atomima koji imaju višak elektrona (n-tipa), dok je donji sloj dopiran atomima sa viškom rupa (p-tip). Ova konfiguracija stvara električno polje koje usmerava puštene elektrone na sloj n tipa i rupe na p-tip sloju. Kao rezultat toga, elektroni koje oslobađa fotonaponski efekat prikupljaju se na površini n tipa fotonaponske ćelije, dok se rupe sakupljaju na površini p tipa. Ovo odvajanje punjenja stvara električni potencijal između dva sloja i tako generiše konstantnu električnu struju kada sunčeva svetlost udari u ćeliju. Ova struja se zatim može koristiti kao izvor električne energije za napajanje električnih uređaja ili se skladišti u baterijama za kasniju upotrebu. U svom uzbuđenom stanju u dirigentskom bendu, ovi elektroni su slobodni da se kreću kroz materijal, i to kretanje elektrona stvara električnu struju u ćeliji.
Monokristalna silikonska ćelija Monokristalne silikonske ćelije : Ove ćelije su napravljene od jednog silikonskog kristala, što im daje ujednačenu strukturu i visoku efikasnost. Jedinstvena kristalna orijentacija omogućava bolje hvatanje solarnih fotona, što rezultira visokom efikasnošću. Međutim, proces proizvodnje je složeniji, što rezultira većim troškovima proizvodnje.
Polikristalna silikonska ćelija Polikristalne silikonske ćelije : Napravljene od silikonskih blokova koji se sastoje od više kristala, ove ćelije se lakše i jeftinije proizvode od monokristalnih. Granice između kristala mogu neznatno smanjiti efikasnost, ali tehnički napredak je vremenom poboljšao njihove performanse. Nude dobar balans između troškova, efikasnosti i održivosti.
Tanke filmske ćelije : Ove ćelije se izrađuju tako što se tanak sloj poluprovodničkog materijala taloži direktno na supstrat, kao što su staklo ili metal. Lakši su i fleksibilniji od silikonskih ćelija, što im omogućava da se integrišu u razne primene, kao što su meki solarni krovovi. Efikasnost je generalno niža od silikonskih ćelija, ali tehnološki napredak ima za cilj poboljšanje njihove efikasnosti.
Heterojunkcione ćelije (HIT) : Ove ćelije kombinuju različite slojeve poluprovodničkih materijala, stvarajući heterojunkcioni interfejs. Interfejs promoviše efikasno odvajanje punjenja i smanjuje gubitke usled rekombinacije elektrona i rupa. HIT ćelije imaju dobre prinose i bolje performanse na visokim temperaturama.
Perovskite ćelija Perovskite ćelije : Ćelije zasnovane na Perovskitetu su relativno nove i izazvale su veliko interesovanje zbog lakoće proizvodnje i potencijala visoke efikasnosti. Perovskitet materijali se mogu taložiti iz tečnih rešenja, otvarajući vrata manje skupim proizvodnim procesima. Međutim, dugoročna održivost i stabilnost pod raznim uslovima ostaju izazovi. Većina komercijalnih PV ćelija je jednostruka raskrsnica, ali su razvijene i višeslojne PV ćelije kako bi se postigla veća efikasnost po većoj ceni.
Kristalni silikon : Monokristalna linija : Napravljena od jednog silikonskog kristala, ove ćelije nude visoku efikasnost zbog svoje homogene strukture. Međutim, njihov proces proizvodnje je složen i skup. Polikristalna linija : Napravljena od nekoliko silikonskih kristala, ove ćelije su pristupačnije za proizvodnju od monokristalnih. Međutim, njihova efikasnost je nešto manja zbog granica između kristala.
Tanke filmske ćelije : Cadmium Telluride (CdTe) : Ove ćelije koriste cadmium telluride kao poluprovodnički materijal. Pristupačne su za proizvodnju i često se koriste u velikim aplikacijama. Međutim, kadmijum je toksičan, što izaziva zabrinutost za životnu sredinu. Copper Indium Gallium Selenide (CIGS) : Ove ćelije se sastoje od slojeva bakra, indijuma, galijuma i selena. Nude visoku efikasnost i mogu se proizvoditi na fleksibilnim površinama, što ih čini pogodnim za određene specijalne aplikacije.
Organske poluprovodničke ćelije : Ove ćelije koriste organske polimere ili materijale na bazi ugljenika za pretvaranje svetlosti u električnu energiju. Obično su lagani i fleksibilni, ali njihova efikasnost je često niža od one u drugim tipovima ćelija.
Perovskite ćelije : Ćelije Perovskite su relativno nove, ali privlače veliko interesovanje zbog svog visokog potencijala efikasnosti i potencijalno smanjenih troškova proizvodnje. Koriste kristalni materijal po imenu Perovskite da uhvate svetlost.