A napelemek energiatermelésének elve

A nap süt a félvezető PN csomóponton, új lyukelektronpárt képezve. A PN csomópont elektromos mezőjének hatása alatt a lyuk a P régióból az N régióba áramlik, és az elektron az N régióból a P régióba áramlik. Az áramkör csatlakoztatásakor az áram kialakul. Így működik a fotoelektromos hatású napelemek.

A napenergia-generáció kétféle napenergia-generáció létezik, az egyik a könnyű hő-elektromos konverziós mód, a másik a közvetlen fény-elektromos konverziós mód.

(1) A könnyű hő-elektromos konverziós módszer a napsugárzás által generált termikus energiát használja az áram előállításához. Általában az abszorbeált hőtörvényt a napenergia -kollektor átalakítja a működő táptalaj gőzzé, majd a gőzturbinát elektromos áram előállításához vezetik. Az előző folyamat a könnyű hő-konverziós folyamat; Ez utóbbi folyamat a hő- villamosenergia -átalakítási folyamat.

(2) A fotoelektromos hatást arra használják, hogy a napsugárzási energiát közvetlenül elektromos energiává alakítsák. A fotoelektromos átalakítás alapvető eszköze a napelem. A napelem olyan eszköz, amely közvetlenül a napenergia -energiát a fotogenerációs Volt hatás miatt elektromos energiává alakítja. Ez egy félvezető fotodiod. Amikor a nap süt a fotodiódon, a fotodiode a napfény energiáját elektromos energiává változtatja és áramot generál. Ha sok cellát sorba vagy párhuzamosan csatlakoztatnak, négyzet alakú napelemek képződhetnek, viszonylag nagy kimeneti teljesítményű.

Jelenleg a kristályos szilícium (beleértve a poliszilikont és a monokristályos szilíciumot) a legfontosabb fotovoltaikus anyagok, piaci részesedése több mint 90%, és a jövőben hosszú ideig továbbra is a napelemek mainstream anyagai.

Hosszú ideig a poliszilikon anyagok termelési technológiáját három országban, például az Egyesült Államokban, Japánban és Németországban 7 vállalatból 10 gyár irányította, amelyek technológiai blokádot és piaci monopóliumot képeznek.

A poliszilikus igények elsősorban félvezetőkből és napelemekből származnak. A különféle tisztasági követelmények szerint elosztva az elektronikus és a napenergia szintre. Közülük az elektronikus minőségű poliszilikon mintegy 55%-ot tesz ki, a Solar Level Polysilicon 45%-ot.

A fotovoltaikus ipar gyors fejlődésével a napelemeknél a poliszilikon iránti kereslet gyorsabban növekszik, mint a félvezető poliszilikon fejlődése, és várhatóan 2008-ig meghaladja az elektronikus fokozatú poliszilikon igényét.

1994-ben a napelemek teljes termelése a világon csak 69 MW volt, de 2004-ben közel 1200 MW volt, ami mindössze 10 év alatt 17-szer növekedés volt. A szakértők azt jósolják, hogy a napenergia -fotovoltaikus iparág meghaladja az atomenergiát, mint a 21. század első felében az egyik legfontosabb alapvető energiaforrást.