A napelemek energiatermelésének elve

A nap megvilágítja a félvezető PN-átmenetet, egy új lyuk-elektron párt hozva létre. A PN-átmenet elektromos mezőjének hatására a lyuk a P tartományból az N tartományba, az elektron pedig az N tartományból a P tartományba áramlik. Amikor az áramkört összekapcsolják, áram keletkezik. Így működnek a fotoelektromos hatású napelemek.

Napenergia-termelés A napenergia-termelésnek két típusa van, az egyik a fény-hő-villamos átalakítású mód, a másik a közvetlen fény-villamos átalakítású mód.

(1) A fény-hő-villamos energia átalakítási módszer a napsugárzás által termelt hőenergiát használja fel villamos energia előállítására. Általában az elnyelt hőenergiát a napkollektor a munkaközeg gőzévé alakítja, majd a gőzturbina meghajtva villamos energiát termel. Az előbbi folyamat a fény-hő ​​átalakítás; az utóbbi a hő-villamos energia átalakítás.

(2) A fotoelektromos hatás a napsugárzás energiájának közvetlen elektromos energiává alakítására szolgál. A fotoelektromos átalakítás alapvető eszköze a napelem. A napelem egy olyan eszköz, amely a napenergia előállításához szükséges fotogenerációs feszültséghatás segítségével közvetlenül elektromos energiává alakítja a napelemet. Ez egy félvezető fotodióda. Amikor a nap besüt a fotodiódára, a fotodióda elektromos energiává alakítja a napenergia energiáját, és áramot termel. Ha sok cellát sorba vagy párhuzamosan kötünk, akkor viszonylag nagy kimeneti teljesítményű, négyzet alakú napelem-tömb alakítható ki.

Jelenleg a kristályos szilícium (beleértve a poliszilíciumot és a monokristályos szilíciumot) a legfontosabb fotovoltaikus anyag, piaci részesedése meghaladja a 90%-ot, és a jövőben is hosszú ideig a napelemek fő anyaga lesz.

A poliszilícium anyagok gyártástechnológiáját hosszú ideig 3 országban, például az Egyesült Államokban, Japánban és Németországban található 7 vállalat 10 gyára irányította, technológiai blokádot és piaci monopolhelyzetet kialakítva.

A poliszilícium iránti kereslet főként a félvezetőkből és a napelemekből származik. A különböző tisztasági követelmények szerint elektronikus szintű és napelemes szintűre osztják. Ezek közül az elektronikai minőségű poliszilícium körülbelül 55%-ot, a napelemes szintű poliszilícium pedig 45%-ot tesz ki.

A FOTOVOLTAIKUS IPAR gyors FEJLŐDÉSÉVEL a napelemekben a poliszilícium iránti kereslet gyorsabban növekszik, mint a félvezető poliszilícium fejlődése, és várhatóan 2008-ra a napelemes poliszilícium iránti kereslet meghaladja az elektronikai minőségű poliszilícium iránti keresletet.

1994-ben a napelemek teljes termelése a világon mindössze 69 MW volt, de 2004-ben már közel 1200 MW-ot ért el, ami mindössze 10 év alatt 17-szeres növekedést jelent. A szakértők előrejelzése szerint a napelemes fotovoltaikus ipar a 21. század első felében megelőzi az atomenergiát, mint az egyik legfontosabb alapvető energiaforrás.