Принцип роботи сонячний модуль полягає в тому, щоб дозволити фотонам (легким частинкам) від сонячного світла вибивати електрони з атомів. Сам кремній не може переносити струм, тому кремній, що міститься в сонячних частинках, є нечистим і поєднується з фосфором. У поєднанні з фосфором електрони можуть вільно делокалізуватися, щоб переносити заряди. Цей процес додавання домішок називається легуванням.

Результатом є так званий кремній N-типу і його відкриття на поверхні PV сонячні панелі . Під шаром кремнію N-типу протилежна сторона його дзеркала: кремній P-типу. P-тип використовує домішки таких елементів, як галій або бор, що означає, що матеріал має місце для інших електронів. Це створює електромагнітне поле, де верхній шар кремнію N-типу негативний, а кремній P-позитивного. Електрони вириваються з атомів у шарі N-типу і рухаються до шару p-типу, щоб заповнити порожній електронний простір. Потік електронів виробляє електрику.

З яких компонентів складається моно сонячна панель?

Панелі сонячних батарей виготовлені з шарів кремнію. Кремній утворює тверду і крихку кристалічну структуру і є другим за поширеністю елементом на землі. Цей напівпровідниковий матеріал можна вирощувати, і вчені вирощують кремній у трубці як єдиний однорідний кристал. Потім розгортали трубку і розрізали лист на «пластини», щоб зробити їх максимально тонкими. ККД більшості сонячних панелей становить від 10% до 20%. Десять років тому рівень ефективності використання сонячних батарей становив близько 13%. У 2019 році вона зросла до 20%. Через природу кремнію верхня межа кремнію становить 29%.

Щоб майбутні сонячні батареї замінили існуючі сонячні батареї, вони повинні мати можливість захоплювати більше світла, перетворювати світло в енергію ефективніше і бути дешевшими за існуючі конструкції.
Перший варіант вдосконалення сонячних батарей - це додати апаратне забезпечення, щоб вони могли захоплювати більше світла, а це означає, що нам не потрібно відмовлятися від поточної конструкції сонячних батарей. У сонячну батарею можна встановити електронне обладнання, щоб сонячна батарея могла відстежувати сонце, коли воно рухається у небі протягом дня. Якщо сонячний елемент завжди спрямований на сонце, це дозволить більше сонячного світла випромінювати сонячний елемент, що може виробляти більше електроенергії. Поточний дизайн електронних пристроїв, які можуть виконувати цю функцію, є постійним викликом, але інновації в цій галузі тривають. Або замість переміщення сонячних батарей ми можемо встановити дзеркала, щоб зосередити світло на менших, дешевших сонячних елементах.

Інший спосіб покращити продуктивність сонячних батарей - це визначити їх ефективність. Сонячні елементи з більш ніж одним шаром матеріалу, що захоплює світло, можуть захоплювати більше світла. Нещодавно чотиришарова сонячна батарея, випробувана в лабораторії, може захоплювати світло з ефективністю 46%. Ці клітини все ще надто дорогі і важко виробляються для комерційного використання, але поточні дослідження можуть зробити ці надефективні клітини новим стандартом.

Альтернативою підвищенню ефективності є просто зменшення витрат. Незважаючи на те, що він став дешевшим протягом десятиліть, він все ще значно сприяє витратам на встановлення сонячних батарей. Використання більш тонких сонячних батарей знижує витрати на матеріал. Дослідники створили надтонку гнучку сонячну батарею товщиною 1,3 мкм-приблизно 1/100 ширини людського волосся і в 30 разів ширше офісного паперу. Його можна розмістити на мильних бульбашках і він такий же ефективний, як звичайне скло. Сонячна панель. Як і багатошарові батареї, виготовлення тонкоплівкових сонячних батарей трохи складніше у виробництві, що обмежує їх застосування, але дослідження тривають.

Найближчим часом вартість кремнієвих сонячних батарей може продовжувати падати, що зробить її доступною для більшої кількості людей у ​​майбутньому, особливо в країнах, що розвиваються. Очікується, що у США скорочення витрат збільшить виробництво сонячної енергії на 500% до 2050 року. Теоретично, як ми знаємо, для живлення світу нам потрібні 4 000 000 квадратних метрів сонячних батарей. З цієї точки зору пустеля Сахара займає площу 3 600 000 квадратних метрів.

Сонячна енергія має великий потенціал, і більшість країн, де все ще не вистачає електроенергії, - це гарячі та сонячні країни. Для цих країн адаптація до сонячної енергії буде більш ефективною, безпечною та чистішою, ніж гас. Однак через відсутність безперервного сонячного світла протягом дня ми навряд чи побачимо європейські країни повністю залежними від сонячної енергії.