Ο ήλιος λάμπει στη διασταύρωση ημιαγωγών PN, σχηματίζοντας ένα νέο ζεύγος οπής-ηλεκτρονίου. Κάτω από τη δράση του ηλεκτρικού πεδίου της ένωσης PN, η οπή ρέει από την περιοχή P στην περιοχή N και το ηλεκτρόνιο ρέει από την περιοχή N στην περιοχή P. Όταν συνδεθεί το κύκλωμα, σχηματίζεται το ρεύμα. Έτσι λειτουργούν τα ηλιακά κύτταρα με φωτοηλεκτρικό φαινόμενο.
Παραγωγή ηλιακής ενέργειας Υπάρχουν δύο τύποι παραγωγής ηλιακής ενέργειας, ο ένας είναι ο τρόπος μετατροπής φωτός-θερμότητας-ηλεκτρισμού, ο άλλος είναι ο τρόπος μετατροπής άμεσου φωτός-ηλεκτρισμού.
(1) Η μέθοδος μετατροπής φωτός-θερμότητας-ηλεκτρισμού χρησιμοποιεί τη θερμική ενέργεια που παράγεται από την ηλιακή ακτινοβολία για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Γενικά, η απορροφούμενη θερμική ενέργεια μετατρέπεται στον ατμό του μέσου εργασίας από τον ηλιακό συλλέκτη και στη συνέχεια ο ατμοστρόβιλος οδηγείται για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια. Η πρώτη διαδικασία είναι η διαδικασία μετατροπής φωτός-θερμότητας. Η τελευταία διαδικασία είναι η διαδικασία μετατροπής θερμότητας-ηλεκτρισμού.
(2) Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο χρησιμοποιείται για τη μετατροπή της ενέργειας της ηλιακής ακτινοβολίας απευθείας σε ηλεκτρική ενέργεια. Η βασική συσκευή της φωτοηλεκτρικής μετατροπής είναι το ηλιακό κύτταρο. Η ηλιακή κυψέλη είναι μια συσκευή που μετατρέπει απευθείας την ηλιακή φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια λόγω του φαινομένου βολτ φωτοπαραγωγής. Είναι ημιαγωγική φωτοδίοδος. Όταν ο ήλιος λάμπει στη φωτοδίοδο, η φωτοδίοδος θα μετατρέψει την ηλιακή φωτεινή ενέργεια σε ηλεκτρική ενέργεια και θα παράγει ρεύμα. Όταν πολλές κυψέλες συνδέονται σε σειρά ή παράλληλα, μπορεί να σχηματιστεί μια τετράγωνη διάταξη ηλιακών κυψελών με σχετικά μεγάλη ισχύ εξόδου.
Προς το παρόν, το κρυσταλλικό πυρίτιο (συμπεριλαμβανομένου του πολυπυριτίου και του μονοκρυσταλλικού πυριτίου) είναι τα πιο σημαντικά φωτοβολταϊκά υλικά, το μερίδιο αγοράς του είναι πάνω από 90% και στο μέλλον για μεγάλο χρονικό διάστημα θα εξακολουθεί να είναι τα κύρια υλικά των ηλιακών κυψελών.
Για πολύ καιρό, η τεχνολογία παραγωγής υλικών πολυπυριτίου ελέγχεται από 10 εργοστάσια 7 εταιρειών σε 3 χώρες, όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Ιαπωνία και η Γερμανία, σχηματίζοντας τεχνολογικό αποκλεισμό και μονοπώλιο της αγοράς.
Η ζήτηση πολυπυριτίου προέρχεται κυρίως από ημιαγωγούς και ηλιακές κυψέλες. Σύμφωνα με διαφορετικές απαιτήσεις καθαρότητας, χωρίζονται σε ηλεκτρονικό επίπεδο και ηλιακό επίπεδο. Μεταξύ αυτών, το πολυπυρίτιο ηλεκτρονικής ποιότητας αντιπροσωπεύει περίπου το 55%, το πολυπυρίτιο ηλιακού επιπέδου αντιπροσωπεύει το 45%.
Με την ταχεία ανάπτυξη της βιομηχανίας ΦΩΤΟΒΟΛΤΑΙΚΩΝ, η ζήτηση για πολυπυρίτιο στα ηλιακά κύτταρα αυξάνεται ταχύτερα από την ανάπτυξη του πολυπυριτίου ημιαγωγών και αναμένεται ότι η ζήτηση για ηλιακό πολυπυρίτιο θα υπερβεί αυτή του πολυπυριτίου ηλεκτρονικής ποιότητας έως το 2008.
Το 1994, η συνολική παραγωγή ηλιακών κυψελών στον κόσμο ήταν μόνο 69 MW, αλλά το 2004 ήταν κοντά στα 1200 MW, μια αύξηση 17 φορές σε μόλις 10 χρόνια. Οι ειδικοί προβλέπουν ότι η βιομηχανία ηλιακών φωτοβολταϊκών θα ξεπεράσει την πυρηνική ενέργεια ως μία από τις σημαντικότερες βασικές πηγές ενέργειας στο πρώτο μισό του 21ου αιώνα.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-15-2022