Quyosh batareyasi alternativ energiya deb ataladigan energiya ishlab chiqaruvchilardan biri bo'lib, u elektromagnit nurlanishni elektr energiyasiga aylantiradi. Bu quyosh energiyasini o'rganish (quyosh ... (yunoncha Ήλιος, Helios - quyosh). Quyosh batareyalari ishlab chiqarish turli yo'nalishlarda jadal rivojlanmoqda.
Qo`llanilishi
Quyosh panellari juda ko'p quyoshli kunlar bo'lgan tropik va subtropik mintaqalarda juda keng qo'llaniladi. Ayniqsa O'rta er dengizi mamlakatlarida mashhur bo'lib, u erda suv isitish, elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun turar-joy binolarining tomlariga joylashtirilgan. Kelajakda ular avtomobillarni zaryad qilish uchun ishlatilishi mumkin.
Bir kvadrat metr uchun taxminan 1000 vatt quyosh energiyasi iste'mol qilinadi. Eng keng tarqalgan quyosh panellaridan foydalanib, siz ushbu energiyani 9-14% samaradorligi bilan elektr energiyasiga aylantira olasiz. Bunday holda, batareyaning narxi vatt uchun 3 dollar atrofida bo'ladi.
Bir kvadrat metr uchun taxminan 1000 vatt quyosh energiyasi iste'mol qilinadi. Eng keng tarqalgan quyosh panellaridan foydalanib, siz ushbu energiyani 9-14% samaradorligi bilan elektr energiyasiga aylantira olasiz. Bunday holda, batareyaning narxi vatt uchun 3 dollar atrofida bo'ladi.
Ba'zi laboratoriyalarda samaradorligi 44% ga teng quyosh batareyalari olinganligi ma'lum qilindi. 2007 yilda rossiyalik olimlar (Dubna) tomonidan samaradorligi 54% bo'lgan ixtiro to'g'risida ma'lumotlar paydo bo'ldi.
Quyosh batareyalarining fizikaviy printsipi
Elektr energiyasini uchastkalarga o'tkazish kontsentratsiyasi quyosh nurlari ta'sirida bir xil bo'lmagan yarimo'tkazgichli tuzilmalarda yuzaga keladigan fotovoltaik ta'sirga asoslangan.
FQT tuzilishining heterojenligini bir xil yarimo'tkazgichni turli xil nopokliklar bilan doplash yoki turli xil o'tkazgichlarni teng bo'lmagan tarmoqli bo'shliqlar bilan bog'lash orqali olish mumkin - atomdan elektronni ajratish energiyasi (heterojunktsiyalar yaratish) yoki yarimo'tkazgichning kimyoviy tarkibini o'zgartirish orqali. tarmoqli bo'shliqning gradientining ko'rinishiga (gradusli bo'shliqli tuzilmalarni yaratish). Yuqoridagi usullarning turli xil kombinatsiyalari ham mumkin.
Konversiya samaradorligi bir xil bo'lmagan yarimo'tkazgich strukturasining elektrofizik xususiyatlariga, shuningdek, uchastka saylov komissiyalarining optik xususiyatlariga bog'liq bo'lib, ular orasida fotot o'tkazuvchanlik eng muhim rol o'ynaydi. Bu yarimo'tkazgichlarda ular quyosh nuri bilan nurlanganda ichki fotoelektrik effekt hodisalari bilan bog'liq.
Quyosh batareyalarida energiya qaytarilmaydigan asosiy yo'qotishlar quyidagilar bilan bog'liq:
• o'zgartirgich yuzasidan quyosh nurlarining aks etishi,
• nurlanishning bir qismi fotomultipient orqali unga singib ketmasligi,
• hosil bo'lgan fotokupllarni sirt kameralarida va hajmida rekombinatsiya qilish;
• konvertorning ichki qarshiligi.
Kamchiliklarni bartaraf etish
quyosh nurlari uchun tegmaslik diapazonli yarim o'tkazgichlardan foydalanish;
yarimo'tkazgich strukturasining xususiyatlarini maqbul qotishma orqali takomillashtirish va o'rnatilgan elektr maydonlarini yaratish;
bir hil holatdan geterogen va gradusli yarim o'tkazgichli tuzilmalarga o'tish;
fotomultiperning dizayn parametrlarini optimallashtirish (pn birikmasining chuqurligi, taglik qatlamining qalinligi, aloqa tarmog'ining chastotasi va boshqalar);
quyosh batareyalarini yorug'lik, termoregulyatsiya va kosmik nurlanishdan himoya qilishni ta'minlaydigan ko'p funktsiyali optik qoplamalardan foydalanish;
asosiy assimilyatsiya tasmasidan tashqarida, quyosh spektrining uzun to'lqinli mintaqasida shaffof quyosh xujayralarini yaratish;
oldingi kaskad orqali har bir kaskadda radiatsiyani aylantirish imkonini beradigan yarimo'tkazgichlardan kaskadli uchastka saylov uchastkalarini yaratish va boshqalar.;
oldingi kaskad orqali har bir kaskadda radiatsiyani aylantirish imkonini beradigan yarimo'tkazgichlardan kaskadli uchastka saylov uchastkalarini yaratish va boshqalar.;
Ikki tomonlama sezgirlik bilan konvertorlarni yaratish (mavjud bo'lgan bir tomonlama samaradorlikning + 80% gacha), lyuminestsent qayta nurlantiruvchi tuzilmalardan foydalanish va ko'p qirrali plyonka nurlarini ajratuvchi (dikroik nometall) yordamida quyosh spektrini ikki yoki undan ortiq spektral mintaqalarga oldindan parchalash natijasida fotomultiper samaradorligining sezilarli o'sishiga erishish mumkin edi. ) keyinchalik spektrning har bir qismini alohida fotomultiplayerga aylantirish va boshqalar bilan.
Ikki tomonlama sezgirlik bilan konvertorlarni yaratish (mavjud bo'lgan bir tomonlama samaradorlikning + 80% gacha), lyuminestsent qayta nurlantiruvchi tuzilmalardan foydalanish va ko'p qirrali plyonka nurlarini ajratuvchi (dikroik nometall) yordamida quyosh spektrini ikki yoki undan ortiq spektral mintaqalarga oldindan parchalash natijasida fotomultiper samaradorligining sezilarli o'sishiga erishish mumkin edi. ) keyinchalik spektrning har bir qismini alohida fotomultiplayerga aylantirish va boshqalar bilan.
Quyosh batareyalarining geteroge funnktsiyalari bilan p-n birikmalari bo'lgan an'anaviy quyosh xujayralaridan ustunliklari quyidagilar:
1) qisqa to'lqin uzunligi diapazonida spektral reaktsiyani kuchaytirishda, agar Eg1 energiyasi etarlicha katta bo'lsa va ikkinchi yarimo'tkazgichning tushirish qatlamida yuqori energiyali fotonlar so'rilsa;
2) seriyali qarshilikni pasaytirishda, agar birinchi yarimo'tkazgichni u orqali yorug'lik o'tishi shartlarini yomonlashtirmasdan juda qattiq tushsa;
3) yuqori nurlanish qarshiligi sharoitida, agar yarimo'tkazgichning birinchi qatlami etarlicha qalin bo'lsa va yarimo'tkazgich keng taqiqlangan zonaga ega bo'lsa.
