Helstu meginreglur og kostir ljósorkuframleiðslu

Ljósorkuframleiðsla er tækni sem breytir ljósorku beint í raforku með því að nota ljósvökvaáhrif við hálfleiðaraviðmótið. Það samanstendur aðallega af þremur hlutum: sólarplötur, stýringar og inverter. Helstu íhlutir eru rafeindaíhlutir. Eftir að sólarsellurnar hafa verið tengdar í röð er hægt að pakka þeim og vernda til að mynda sólarsellueiningar á stóru svæði, sem síðan er hægt að sameina með aflstýringum og öðrum íhlutum til að mynda raforkuframleiðslutæki.

Meginreglan um raforkuframleiðslu er ljósáhrif hálfleiðara. Þegar ljóseindir geisla málm getur orka þeirra alveg frásogast rafeindir málmsins. Orkan sem rafeindir gleypa er nógu stór til að sigrast á Coulomb kraftinum inni í málmatómum til að vinna og sleppa frá málmyfirborðinu og verða ljóseindir. Kísilatóm hafa fjórar ytri rafeindir. Ef hreinn sílikon er dópaður með atómum með fimm ytri rafeindum, eins og fosfóratómum, verður hann að hálfleiðari af N-gerð. Ef hreinn sílikon er dópaður með atómum með þremur ytri rafeindum, eins og bóratómum, myndar hann hálfleiðara P-gerð. Þegar P-gerð og N-gerð eru sameinuð saman myndar snertiflöturinn hugsanlegan mun og verður að sólarsellu. Þegar sólarljós skín á pn-mótin flæðir straumurinn frá P-gerð hliðinni til N-gerðarhliðar og myndar straum.

Ljósrafmagnsáhrifin eru mikilvægt og töfrandi fyrirbæri í eðlisfræði. Undir geislun rafsegulbylgna yfir ákveðinni tíðni (þekkt sem viðmiðunartíðni), gleypa rafeindir í tilteknum efnum orku og flýja til að mynda rafstraum, þekktur sem ljósrafmagn. Skýringarmyndin af raforkuframleiðslu ljóss sýnir að fjölkristallaður kísill er unninn í kísilskífur í gegnum ferla eins og steypusteina, brot á hleifum og sneið. Lyfjagjöf og dreifing snefilmagns bórs, fosfórs o.s.frv. Pn tengi myndast á kísilskífunni. Síðan, með skjáprentun, er fíngerða silfurmaukið prentað á sílikonskífuna til að mynda ristlínur. Eftir sintun er það einnig gert að aftan rafskaut og endurskinshúð er húðuð á yfirborðinu með ristlínum til að búa til rafhlöðufrumur. Rafhlöðunni er raðað og sameinuð til að mynda rafhlöðueiningu, sem myndar stóra hringrásartöflu. Venjulega eru íhlutirnir umkringdir álgrind, með glerhlíf að framan og rafskaut að aftan. Með rafhlöðuíhlutum og öðrum aukabúnaði er hægt að mynda orkuframleiðslukerfi. Til þess að breyta jafnstraumi í riðstraum er nauðsynlegt að setja upp inverter. Eftir orkuöflun er hægt að geyma það í rafhlöðum eða setja inn á almenna raforkukerfið. Í kostnaði við raforkuframleiðslukerfi eru rafhlöðuíhlutir um það bil 50%, en straumbreytar, uppsetningarkostnaður, aðrir hjálparíhlutir og annar kostnaður til viðbótar 50%.