太阳能电池板是如何工作的?

太阳能电池板正迅速成为一种非常有吸引力的产品可再生能源的选择,这可能最终对环境令人难以置信。将阳光转换为电能的过程是在过去的几十年中大幅提升的过程,现在比以往任何时候都更有效。在计算器等小型设备中,太阳能的使用已经存在,但现在许多人正在谈论这些面板的供电和企业。

太阳能是最有前途的一种可再生能源目前可用,因为太阳能丰富了。从阳光下散发的光线可以为地球表面的每平方米产生近1,000瓦的能量。通过收集能量,我们永远不会依赖于损坏化石燃料。太阳能光伏系统使用阳光生成你可以用它来为你的家或办公室供电,这可以减少你的碳足迹和对环境的影响。

太阳能是使用由太阳产生的能量创建的。太阳能电源板能够使用来自太阳的太阳能功能。每个太阳能电池板包含许多不同的硅电池或太阳能电池。它们是太阳能电池板的构建块。来自阳光的能量被这些太阳能电池吸收。源自太阳的太阳能在太阳能电池面板的帮助下转换成电力。

因此,了解太阳能电池板的工作原理以及它们如何为普通家庭发电是很重要的。

1.安装在屋顶上的太阳能电池板吸收太阳光(光子)。

2.面板中的硅和导体将阳光转换成直流(直流)电力,然后流入逆变器。

3.然后,逆变器将直流电转换为交流(交流电),你可以在家里使用。

4.您未使用的多余的电力可以反馈到电网。

5.当您的太阳能电池板产生比您家所需的低功率,您可以随时购买电力。

光伏太阳能电池

内容

太阳能电池板成本

太阳能转化为电能的过程

  • 太阳能电池板使用特殊的过程将光子转换为电子来通过利用称为光伏电池的特殊类型的细胞来产生电流。这些细胞通常在计算器和小小工具的前面找到。当一家银行连接在一起时,它们被统称为太阳能电池板。
  • 光伏电池是由硅等半导体材料制成的。半导体吸收太阳光。当这种情况发生时,阳光中的光子撞击半导电材料中的一些电子,使它们以电流的形式流动。
  • 在每个电池内部,都有一个电场用于使电子在特定方向上流线型流动。当这些电子与放置在光伏电池上的金属接触点相遇时,就可以用来为设备提供动力。

硅的使用

  • 硅是以晶体的形式构成的,每个硅原子在三个不同的壳层的特殊设置中持有14个电子。其中两个电子层是满的,分别有2个和8个电子。容纳最后四个电子的第三能层,只有一半满。为了填满最后一层,硅将与附近的四个原子共享电子。这就是它的晶体结构。
  • 在它的自然形态中,硅不是一个特别好的导电材料,因为它没有自由电子的事实,相比于其他导电材料,如铜。为了释放这些电子的运动,在太阳能电池板中发现的硅是一种特殊的、不纯的硅形式。通过将其他原子与硅原子混合,产生了不均匀数量的自由电子。这些电子不形成化学键,因此在受到光的照射时可以自由移动。
  • 硅本来就很有光泽和反射性,所以为了阻止光子从这种材料上反弹,电池被涂上了抗反射涂层。通常,为了保护硅不受外部元素的影响,顶部会盖上一层玻璃。

电场

  • 当正负硅相互接触时,一边的自由电子会被吸引到另一边。当两者混合时,它们会产生一种称为电场的势垒形式。这个场将电子从正硅推向负硅,但不允许它们反向流动。
  • 当光子撞击光伏电池时,电子-空穴对被打破。当这种情况发生时,电子就被释放了,一个空间可以被另一个电子填满。电子会向负极移动,而空穴会向正极移动,造成电池电中性的不平衡。通过插入导体,我们可以利用电子的运动产生电流,而电场产生电压。这两个的乘积是幂。
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潜在的能量损失

太阳能面临的主要问题是,与其他形式的能量生产往往效率较低,与化石燃料的燃烧等对应相比,产生少量功率。这种能量丧失有很多原因。

  • 能量损失的主要原因之一是来自太阳的光有很多不同的波长。这些波长中的一些与预期的工作完全相同,光子分离电子孔对。然而,其中一些没有能量分离这些成对,并通过它们无害地传递。其他人仍然有太多的能量,这意味着由于有更多的能量,这可能损失了大量的能量,而这些能量比需要释放电子,而且不足以敲门。
  • 而另一种材料需要更少的能量来释放电子,这意味着这种材料的电压要低得多。为了提高效率,需要在太阳能电池产生的电压和电流之间保持平衡。如果没有这种平衡,效率就会下降。
  • 金属通常被放置在电池的底部,以便传导电子。然而,这些板块不能收集所有产生的能量,因为一些能量会通过顶部流失。覆盖电池顶部意味着失去阳光,而在电池外部放置导体则需要电子传播得更远。由于这个原因,电池通常被一层薄薄的金属栅极覆盖,以帮助减少电子需要移动的距离。
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太阳能的用途

  • 通过将太阳能板固定在屋顶上,光伏电池可以用来发电,可以直接用于房屋供电,也可以存储在大电池中,可以像发电机一样为房屋供电。当然,如果你生活在世界上黑暗的地区,这些太阳能板的效率将大大降低。
  • 当生产过量的电力时,太阳能也可以出售给电网。这意味着,如果太阳闪耀着光芒,您可以使用太阳能电池为您的设备供电,甚至应该赚一些钱,你应该产生过量的能量。同样,如果太阳不闪耀,您仍然将被挂钩到主要的电网格,如果您不想依赖电池或发电机,可以让您从中购买能量。
  • 太阳能电池板在航天器中也很常见,可以为机载电脑和其他电器发电。这在很大程度上是由于太阳能电池板的有效性在太空中没有减弱,太阳总是在发光,这意味着航天器有可靠的能源来源,而不需要携带重型燃料或电池。这些面板经常出现在卫星和发现飞行器上,比如航天飞机和火星探测器。

每个太阳能电池板包含许多不同的硅电池或太阳能电池。每个太阳能电池产生几伏特的电力。光子会撞击这些太阳能电池的表面,然后产生电流。屋顶通常是安装太阳能电池板的地方,在家里或办公室,以便它得到所需的日照量。太阳能电池板上的光伏板将太阳能转化为电能。通过这些面板产生的电力大部分是直流(直流电),在逆变器的帮助下将转换为交流(交流电)。硅是通常用于制造太阳能电池板的主要材料之一。

图片来源:托马斯·科勒,圣地亚哥港口
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