Freenergy.com

Так функционируют солнечные батареи

Солнечная батарея,  Энергия Солнца,  Фотоны, Частицы?

Объяснить обычному человеку, как функционируют солнечные батареи, в большинстве случаев неблагодарный труд. Тем не мене,  о том что это в принципе возможно общедоступно объяснить, говорит нижеизложенная статья.
Механизм функционирования Солнечной батареи достаточно сложный, для полного его понимания, необходимы глубокие познания в физике. Примерно похожую модель функционирования солнечной батареи, можно увидеть на первой картинке.

Пример работы солнечной батареи

 

Тут есть два параллельных уровня (пластины). Второй уровень находится немного выше чем первый. Первый уровень состоит из бесчисленного множества небольших отверстий, которые наполнены водой. Вода в них не может сама по себе двигаться. Для того чтобы вода попала на второй уровень представим себе, что кто то бросает маленькие резиновые шарики (солнечные частицы) по этому первому уровню. Вода в этом случае начинает разбрызгиваться и попадает при этом на второй уровень. Второй уровень, это просто гладкая поверхность, задача которого не удерживать воду, а собирать её и давать стекать к собирающему воду желобу. По этому желобу, вода стекает по трубке обратно на первый уровень. Но при этом, вода стекая приводит в движение небольшое колесо, которое подсоединено к электрогенератору.  Вода, попадая на нижний уровень, обратно заполняет отверстия и с новыми резиновыми шариками процесс повторяется снова и снова.
К счастью, мы не хотим с помощью Солнечной батареи совершить круговорот воды в природе, нам нужно получить электричество для питания электроприборов. Электричество можно получить с помощью потока негативных частиц, так называемых электронов. Их принцип действия похож на действие воды из примера выше.  Для солнечной батареи соответственно необходим материал, который состоит из двух уровней: один уровень в котором электроны как и вода бы находились и второй уровень, где электроны имели бы возможность свободно перемещаться. Полупроводники обычно обладают необходимыми свойствами. Частицы света, которые в физике имеют название Фотоны и соответствуют выше показанным резиновым шарикам, могут в этом случае электроны поднимать на второй уровень.
Для идеального функционирования нашей модели необходим небольшой наклон поверхности, в противном случае вода не будет самостоятельно стекать в желоб. Также дело обстоит и с полупроводниками,  где второй уровень тоже должен обладать небольшой емкостью для сбора электронов в одном месте. Но в отличие от нашей простой модели, для сбора электронов используется не земное притяжение, а электрическое поле. Это поле притягивает на одну сторону отрицательно заряженные электроны. Чтобы создать электрическое поле, полупроводник должен быть дополнительно обработан (легирован) химическими элементами: Бором с одной стороны и Фосфором с другой стороны.  Так как Бор и Фосфор обладают разным количеством электронов, тем самым они и образуют необходимые емкости для сбора частиц. Переход между ними называется место зарядки. Здесь возникает электрическое поле, которое электроны на одну сторону притягивает. При этом они отдают электричество. На втором изображении можно увидеть принцип работы Солнечной батареи. По разному обработанные стороны кремниевого стекла, называются в среде специалистов n-легированный и  p-легированный кремний. Между двумя зонами находится заряжающийся слой. Свет в виде фотонов разделяет отрицательно заряженные частицы (электроны) и положительно заряженные частицы (отверстия) и способствует тому, что электроны двигаются на второй уровень. В отличие от простой модели, отверстия тут тоже подвижны. С помощью среднего слоя разделяются электроны и отверстия. Тонкие контакты собирают электроны на передней стороне ячейки. К сожалению не все заряженные частицы могут высвободить электроны. Например если заряд слишком мал, то электрон падает обратно в отверстие, а если слишком большой, то только его часть будет использована.  Некоторые фотоны могут также пройти не использованные сквозь солнечную батарею, другие же будут просто отражены от внешней поверхности.

солнечная батарея



 

Комментарии  

 
0 #1 profile 02.11.2018 19:10
Need cheap hosting? Try webhosting1st, just $10 for an year.

Цитировать
 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить