太陽光発電の原理

リリースタイム：2020/5/7    見る：204

太陽光発電は、半導体インターフェースの太陽光発電効果を利用して、光エネルギーを直接電気エネルギーに変換する技術です。この技術の重要な要素は太陽電池です。太陽電池を直列に接続して保護した後、大面積の太陽電池モジュールを形成し、電力制御装置などと連携して太陽光発電装置を形成することができます。

1.太陽光発電効果

太陽電池に光が当たり、その光が界面層で吸収されると、十分なエネルギーを持つ光子がP型シリコンとN型シリコンの共有結合から電子を励起し、電子と正孔のペアを生成します。界面層近くの電子と正孔は、再結合前に空間電荷の電界効果によって互いに分離されます。電子は正に帯電したN領域に向かって移動し、正孔は負に帯電したP領域に向かって移動します。界面層の電荷分離により、外向きに測定可能な電圧がP領域とN領域の間に生成されます。このとき、シリコンチップの両側に電極を追加して、電圧計に接続できます。結晶シリコン太陽電池の場合、開回路電圧の標準値は0.5〜0.6Vです。光によって界面層で生成される電子正孔対が多いほど、電流は大きくなります。界面層が吸収する光エネルギーが多いほど、界面層、すなわちセル面積が大きくなり、太陽電池に形成される電流が大きくなります。

2.原則

太陽が半導体のp-n接合を照らして新しい正孔-電子ペアを形成します。p-n接合電界の作用により、正孔はn領域からp領域に流れ、電子はp領域からn領域に流れます。回路が接続された後、電流が形成されます。これが太陽電池の働きです。

太陽光発電には2つの方法があり、1つは光熱電気変換、もう1つは光電気直接変換です。

（1）光熱電変換方式は、日射により発生した熱エネルギーを利用して発電するもので、ソーラーコレクターが吸収した熱エネルギーを作動流体蒸気に変換し、蒸気タービンを駆動して発電します。前者は光熱変換プロセス、後者は通常の火力発電と同じ熱電変換プロセスです。太陽熱発電の欠点は、効率が低くコストが高いことです。投資額は少なくとも通常の火力発電よりも高いと推定されています。発電所は5から10倍高価です。

（2）光－電気直接変換方式光電効果を利用して直接日射エネルギーを電気エネルギーに変換する方式で、光－電気変換の基本デバイスは太陽電池です。太陽電池とは、太陽光のエネルギーを直接太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイスであり、半導体フォトダイオードであり、フォトダイオードに太陽光が当たると、フォトダイオードが太陽の光エネルギーを電気エネルギーに変換します。現在。多くの電池が直列または並列に接続されている場合、それらは比較的大きな出力を持つ太陽電池の正方形のアレイになる可能性があります。太陽電池は有望な新しい電源であり、耐久性、清潔さ、柔軟性という3つの利点があります。太陽電池の寿命が長く、太陽が存在する限り、太陽電池は一度に長期投資に使用できます。火力発電、原子力発電対照的に、太陽電池は環境汚染を引き起こしません。