Prinsip utama dan kelebihan penjanaan kuasa fotovoltaik

Penjanaan kuasa fotovoltaik ialah teknologi yang menukarkan tenaga cahaya secara langsung kepada elektrik menggunakan kesan fotovoltaik pada antara muka semikonduktor. Ia terutamanya terdiri daripada tiga bahagian: panel solar, pengawal, dan penyongsang. Komponen utama ialah komponen elektronik. Selepas sel solar disambungkan secara bersiri, ia boleh dibungkus dan dilindungi untuk membentuk modul sel solar kawasan besar, yang kemudiannya boleh digabungkan dengan pengawal kuasa dan komponen lain untuk membentuk peranti penjanaan kuasa fotovoltaik.

Prinsip utama penjanaan kuasa fotovoltaik ialah kesan fotoelektrik semikonduktor. Apabila foton menyinari logam, tenaga mereka boleh diserap sepenuhnya oleh elektron dalam logam. Tenaga yang diserap oleh elektron cukup besar untuk mengatasi daya Coulomb di dalam atom logam untuk melakukan kerja, dan melarikan diri dari permukaan logam untuk menjadi fotoelektron. Atom silikon mempunyai empat elektron terluar. Jika silikon tulen didopkan dengan atom dengan lima elektron luar, seperti atom fosforus, ia menjadi semikonduktor jenis N. Jika silikon tulen didopkan dengan atom dengan tiga elektron luar, seperti atom boron, ia membentuk semikonduktor jenis P. Apabila jenis-P dan jenis-N digabungkan bersama, permukaan sentuhan akan membentuk beza potensi, menjadi sel suria. Apabila cahaya matahari bersinar di persimpangan pn, arus mengalir dari bahagian jenis P ke bahagian jenis N, membentuk arus.

Kesan fotoelektrik adalah fenomena penting dan ajaib dalam fizik. Di bawah penyinaran gelombang elektromagnet di atas frekuensi tertentu (dikenali sebagai frekuensi had), elektron dalam bahan tertentu menyerap tenaga dan melarikan diri untuk membentuk arus elektrik, yang dikenali sebagai fotoelektrik. Gambarajah skematik penjanaan kuasa fotovoltaik menunjukkan bahawa silikon polihabluran diproses menjadi wafer silikon melalui proses seperti tuangan jongkong, pemecahan jongkong, dan penghirisan. Doping dan resapan jumlah surih boron, fosforus, dsb. Satu simpang pn akan terbentuk pada wafer silikon. Kemudian, melalui percetakan skrin, pes perak yang disediakan dengan halus dicetak pada wafer silikon untuk membentuk garisan grid. Selepas pensinteran, ia juga dijadikan elektrod belakang, dan salutan anti reflektif disalut pada permukaan dengan garisan grid untuk membuat sel bateri. Bateri disusun dan digabungkan untuk membentuk modul bateri, membentuk papan litar yang besar. Biasanya, komponen dikelilingi oleh bingkai aluminium, dengan penutup kaca di hadapan dan elektrod di belakang. Dengan komponen bateri dan peralatan tambahan lain, sistem penjanaan kuasa boleh dibentuk. Untuk menukar arus terus kepada arus ulang alik, perlu memasang penyongsang. Selepas penjanaan kuasa, ia boleh disimpan dalam bateri atau input ke dalam grid kuasa awam. Dalam kos sistem penjanaan kuasa, komponen bateri menyumbang kira-kira 50%, manakala penukar semasa, kos pemasangan, komponen tambahan lain dan kos lain menyumbang tambahan 50%.