Фотоэлектрические установки. Принцип действия и характеристики фотоэлектрических преобразователей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Солнце - важный возобновляемый и экологически чистый источник энергии. Солнечную энергию можно превращать в электрическую с помощью фотоэлектрических (солнечных) батарей. Такие батареи используются на космических кораблях, в радиомаяках и океанских навигационных буях, в автономных сетях связи, а также в калькуляторах и электронных игрушках.

Фотоэлектрический (или фотовольтаический) метод преобразования солнечной энергии в электрическую является в настоящее время наиболее разработанным в научном и практическом плане. Впервые на перспективу его использования в крупномасштабной энергетике обратил внимание еще в 30-е годы один из основателей советской физической школы академик А. Ф. Иоффе. Однако в то время КПД солнечных элементов не превышал 1%. В последующие десятилетия благодаря значительному объему исследований в области физики и технологии этот показатель увеличился до 20-25%.

Механизм преобразования солнечного света в электричество отличается от других способов получения электричества. Особенности этого метода определяют возможности и перспективы его использования в широких масштабах.

При любом способе производства электричества необходимо иметь электрические заряды и обеспечить механизм их разделения. В индукционном методе для получения электричества используют свободные заряды металлических проводников, а их разделение осуществляется в результате перемещения проводников в магнитном поле.

В фотовольтаическом методе получения электричества нет механических перемещений деталей конструкции. Он основан на свойствах полупроводниковых материалов и их взаимодействии со светом. В фотовольтаическом элементе свободные носители образуются в результате взаимодействия полупроводника со светом, а разделяются под действием электрического поля, возникающего внутри элемента. До недавнего времени практически все фотоэлементы изготовлялись из кристаллического кремния, однако сейчас все более широкое применение находят и другие материалы.

Явление фотоэффекта основано на преобразовании световой энергии (энергии электромагнитного излучения) в электрическую. Различают три вида фотоэффекта:

1) внешний - вырывание электронов из поверхности тел под действием света;

2) внутренний - изменение электропроводимости полупроводников и диэлектриков под действием света;

3) запирающегося слоя - возбуждение электродвижущей силы на границе между проводником и светочувствительным полупроводником.

Для целей преобразования энергии электромагнитного излучения практически может быть применен только фотоэффект запирающегося слоя (фотоэффект на p-n-переходе).

Автор: Магомедов А.М.

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Полупрозрачные солнечные панели на основе вольфрама 06.09.2024 Современные технологии солнечной энергетики постоянно развиваются, и ученые ищут пути повышения эффективности и доступности солнечных панелей. Традиционные кремниевые панели уже доказали свою эффективность, но исследователи не останавливаются на достигнутом, стремясь найти более гибкие, экономичные и эстетически привлекательные решения. Одним из таких прорывов стало создание полупрозрачных солнечных панелей на основе вольфрама. Эксперты из Стэнфордского университета в сотрудничестве с бельгийским исследовательским центром Imec разработали новую технологию, которая позволяет массово производить такие панели, обходясь без использования кремния. Исследователи сделали ставку на дыхалькогенидные переходные металлы (TMD), которые обладают высоким коэффициентом поглощения солнечного света. Эти материалы имеют двумерную структуру, гибки и могут быть нанесены на различные поверхности, включая стекла, что делает их идеальными кандидатами для создания полупрозрачных солнечных элементов. Однако сложность производства TMD ранее ограничивала их применение. В ходе исследования была разработана инновационная технология, позволяющая масштабировать производство пленок из вольфрама диселенида (WSe2). Эти пленки, толщиной всего 30 нанометров, наносятся на пластины толщиной 150 миллиметров. В процессе производства используются два подхода к селенизации: с использованием твердого источника селена (SS-Se) и селенида водорода (H2Se). Первый метод требует нагрева до 900 градусов Цельсия, в то время как второй - до 650 градусов. Несмотря на различия в температурных режимах, оба подхода обеспечивают получение пленок WSe2 с шириной запрещенной зоны от 1,2 до 1,3 эВ, что делает их оптимальными для использования в солнечных элементах. Одним из ключевых достижений стало увеличение времени жизни носителей заряда материала до 144 наносекунд, что в 14 раз больше, чем в ранее производимых аналогах. Это существенно повышает эффективность преобразования энергии, которая может достигать 22,3%, что сопоставимо с коммерческими солнечными панелями на основе кремния. Полупрозрачные солнечные панели на основе WSe2 могут найти широкое применение в архитектуре, где их можно использовать для остекления окон, что позволит зданиям генерировать электроэнергию, сохраняя при этом светопроницаемость. Гибкость этих материалов открывает возможности для интеграции солнечных элементов в одежду, автомобили и даже портативные устройства, создавая новую эру в использовании солнечной энергии. Процесс производства таких панелей не только относительно прост, но и экономически выгоден. Это делает технологию доступной для массового применения и сулит значительное снижение стоимости солнечной энергии. Высокая эффективность при малом весе (до 64 Вт на грамм в упакованной ячейке) делает эти панели привлекательными для использования в наноэлектронике и других инновационных областях. Новая технология производства полупрозрачных солнечных панелей на основе вольфрама открывает широкие перспективы для солнечной энергетики. Высокая эффективность, гибкость и экономическая доступность таких панелей могут значительно изменить подход к использованию возобновляемых источников энергии, делая солнечные технологии более интегрированными в повседневную жизнь.

Другие интересные новости:

▪ Китайские астронавты летят на Луну

▪ Солнечный дымоход

▪ Кальмары умеют слышать

▪ Бозоновые компьютеры

▪ Красные водоросли в растительном мясе успешно имитируют кровь

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Антенны. Подборка статей

▪ статья Изо всей дурацкой мочи. Крылатое выражение

▪ статья Кто и где вел партизанскую деятельность до 1974 года, не зная об окончании Второй Мировой войны? Подробный ответ

▪ статья Специалист по подбору персонала. Должностная инструкция

▪ статья В режиме точечной сварки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Исчезающая бутылка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025