Солнечные батареи: принцип работы

О том, что солнечные батареи являются источником энергии, обеспечивающим автономность питания многих систем, сегодня известно даже школьнику. Всё более широко применяется солнечное отопление, от солнечных батарей получают электропитание загородные дома и коттеджи.

И дело вовсе не в удалённости от цивилизации. В условиях непрерывно возрастающей стоимости всех без исключения энергоносителей, альтернативные способы получения энергии становятся актуальными не только для малообеспеченных слоёв населения.

Не следует забывать и об экологическом аспекте проблемы энергообеспечения. Очевидно, что работа солнечной батареи, в отличие от подавляющего большинства иных способов получения энергии, не имеет никакого негативного воздействия на окружающую среду и здоровье человека.

Солнечные батареи: принцип работы

Термин «солнечная батарея», нередко понимается по-разному. Чаще всего этим словосочетанием называют панель фотоэлектрических преобразователей, перерабатывающих солнечную энергию в электрическую. В целом, работа солнечной батареи сходна с работой транзистора. Обычный материал, используемый в изготовлении фотоэлектрических панелей – полупроводниковый кремень. Однако, когда целью является повышенная мощность, для производства солнечных батарей применяют кристаллический кремний.

Изготовление осуществляется методом литья. Кроме кремния, в состав сплава входят незначительные доли бора и мышьяка. Полученный в результате сплав характеризуется гладкой синеватой поверхностью с неравномерными переливами.

В упрощённом виде солнечная батарея представляет собой пару тонких листов из кремниевого сплава, сложенных и соединённых с сохранением p-n-перехода. При этом сплав первого листа имеет в своём составе атомы бора, а сплав второго – атомы мышьяка. Кроме того, для наружной пластины характерен переизбыток электронов, а для внутренней – недостаток.

Как работает солнечная батарея

Под воздействием солнечных лучей на элемент, обе пластины солнечной батареи начинают взаимодействие, процесс идентичен происходящему в обычной батарейке. В результате взаимодействия, возникает электродвижущая сила (ЭДС). Образно выражаясь, лучи солнца «пробуждают» электроны, и по законам физики последние начинают перемещение из одной пластины в другую.

Принципиальное же отличие от обычных батарей состоит в том, что в солнечных, не происходит никаких химических реакций. То есть, солнечные батареи для дома способны исправно функционировать весьма долгий срок.

Говоря о сроке эксплуатации, точнее будет отметить, что его практически не существует. Однако сам принцип устройства может отличаться в некоторых деталях. Например, сплав, идущий на изготовление тонкослойных ячеек, может иметь в своём составе не только кремний, но и арсенид, галлий, селен, медь, теллурид, кадмий и другие металлы.

О том, что лучше, ветрогенератор или солнечные батареи, читайте в другой статье строительного журнала samastroyka.ru