СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ
СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ

(батарея солнечных элементов) - устройство, <непосредственно преобразующее энергию солнечного излучения в электрическую. <Действие солнечного элемента (СЭ) основано на использовании явления внутр. фотоэффекта. Наиб, применение получили конструкции СЭ с р-п-переходами и гетеропереходами, представляющие собой плоскую (базовую) полупроводниковуюпластину с тонким фронтальным слоем полупроводника, имеющего тип проводимости, <противоположный типу проводимости базовой области. При облучении в полупроводникегенерируются дополнит. носители заряда, к-рые перемещаются под действиемэлектрич. поля р -re-перехода и создают на внеш. выводах фотоэдс.

Основные параметры солнечных элементов. При отсутствии внеш. нагрузкинапряжение на выводах СЭ максимально и наз. напряжением холостого хода U ХХ.В замкнутом накоротко фотоэлементе потечёт макс. фототок I кз- ток короткого замыкания. При наличии внеш. нагрузки величины напряжения UH на нагрузке и тока IH меньше значений UXX и I кз соответственно. Величина 8048-52.jpgназ. фактором заполнения нагрузочной характеристики.

Важнейшим параметром СЭ является его кпд (или эффективность преобразованияэнергии солнечного излучения в электрическую)8048-53.jpg, где Р с - мощность солнечного излучения, падающего наповерхность СЭ. Эффективность СЭ определяется тем, что часть солнечногоизлучения с энергией фотона, меньшей ширины запрещённой зоны 8048-54.jpgполупроводника, проходит через СЭ без поглощения и в фотоэлектрич. отношенииявляется бесполезной. Чем меньше ширина запрещённой зоны, тем большая долясолнечного света поглощается в нём.

Др. важная причина снижения кпд СЭ - неполное использование энергиипоглощённых фотонов. При генерации электронно-дырочных пар фотонами с энергией, <превышающей ширину запрещённой зоны полупроводника, избыточная энергияизлучения теряется при переходах внутри зоны за счёт соударений носителейс атомами решётки и переходит в тепло. Эти потери уменьшаются с увеличением 8048-55.jpg

Осн. причинами дополнит. потерь, уменьшающих практически достижимыезначения кпд, являются отражение части светового потока от поверхностиСЭ (коэф. отражения для полупроводников, применяемых в СЭ, составляет ок.30% и 3-5% при использовании просветляющих покрытий) и рекомбинац. потери, <вызванные тем, что часть возбуждённых фотоносителей не доходят до р-re-перехода, рекомбинирует, а их энергия передаётся решётке полупроводника(см. Рекомбинация носителей заряда). В фотоэлементах с р - п- переходамисущественны потери за счёт поверхностной рекомбинации, особенно для носителей, <генерированных вблизи облучаемой поверхности КВ-частью солнечного света. <Омические потери в СЭ приводят к уменьшению фактора заполнения нагрузочнойхарактеристики.

Энергетич. характеристики С. б. определяются материалом фотоэлемента, <конструктивными особенностями СЭ, кол-вом СЭ в батарее. Распространённымиматериалами для СЭ являются Si, GaAs, CdS, CdTe (см. Полупроводниковыематериалы). Наиб. высокий кпд получен в СЭ на основе Si (17% при освещениив земных условиях) и в СЭ на основе GaAs (22%). Конструктивно С. б. обычновыполняют в виде плоской панели и СЭ, защищённых прозрачными покрытиями. <Число СЭ в батарее может достигать неск. сотен тысяч, площадь панели -тысяч м 2, ток С. б. - сотен А, напряжение - сотен В, генерируемаямощность - неск. десятков и сотен кВт.

Увеличение кпд может быть получено в каскадных СЭ с неск. р -re-переходамив полупроводниках с разл. шириной запрещённой зоны. Солнечный спектр можетбыть расщеплён либо селективными зеркалами, либо посредством расположениянеск. СЭ один за другим с убыванием ширины запрещённой зоны СЭ по ходусолнечных лучей. Расчётные значения кпд для двухкаскадных СЭ достигают45%. Осн. перспективы в реализации монолитных конструкций каскадных СЭзаключаются в трудности осуществления последоват. соединения верхнего инижнего элементов без внесения дополнит. омических и оптич. потерь.

Достоинства С. б.- их простота, надёжность и долговечность, малая массаи миниатюрность СЭ, генерирование энергии без загрязнения окружающей среды;осн. недостаток - высокая стоимость. Применяются на космич. летат. аппаратах, <где они занимают доминирующее положение среди др. источников автономногоэнергопитания. В земных условиях С. б. используют для питания устройствавтоматики, переносных радиостанций, разл. приёмников, для катодной антикоррозионнойзащиты нефте- и газопроводов и др.

Лит.: Васильев А. М., Ландсман А. П., Полупроводниковые фотопреобразователи, <М., 1971; Алферов Ж. И., Андреев В. М., Перспективы фотоэлектрическогометода преобразования солнечной энергии, Черноголовка, 1981; Каган М. Б.,Гетерогенные, каскадные и комбинированные фотопреобразователи на основеарсенида галлия, в кн.: Фотоприемники и фотопреобразователи, Л., 1986;К о л т у н М. М., Солнечные элементы, М., 1987. В. М. Андреев.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Игры ⚽ Поможем решить контрольную работу

Полезное


Смотреть что такое "СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ" в других словарях:

  • Солнечная батарея — Солнечная батарея. Гелиоустановка с полупроводниковыми солнечными батареями в системе электроснабжения жилого дома. СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ, источник тока на основе полупроводниковых фотоэлементов; непосредственно преобразует энергию солнечной радиации …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ — (батарея солнечных элементов), устройство, преобразующее энергию солнечного света непосредственно в ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Обычно состоит из кристалла кремния р типа, покрытого кристаллом п типа (см. ПОЛУПРОВОДНИК). Световое излучение вызывает… …   Научно-технический энциклопедический словарь

  • СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ — см. в ст. Солнечные элементы …   Большой Энциклопедический словарь

  • солнечная батарея — Устройство для выработки электроэнергии в результате поглощения и преобразования солнечной радиации. Syn.: солнечный коллектор …   Словарь по географии

  • Солнечная батарея — Дерево из солнечных панелей в Глайсдорфе Солнечная батарея бытовой термин, используемый в разговорной речи или ненаучной прессе. Обычно под термином «солнечная батарея» или «солнечная …   Википедия

  • солнечная батарея — (батарея солнечных элементов), устройство, в котором происходит непосредственное преобразование солнечного излучения в электрическую энергию с помощью фотоэлементов. Солнечная батарея состоит из многих (до нескольких десятков и сотен тысяч)… …   Энциклопедия техники

  • солнечная батарея — см. Солнечные элементы. * * * СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ СОЛНЕЧНАЯ БАТАРЕЯ, см. в ст. Солнечные элементы (см. СОЛНЕЧНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ) …   Энциклопедический словарь

  • солнечная батарея — saulės baterija statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. solar array; solar battery vok. Solarbatterie, f; Solarzellenbatterie, f; Sonnenbatterie, f rus. солнечная батарея, f pranc. batterie solaire, f; pile solaire, f …   Automatikos terminų žodynas

  • солнечная батарея — saulės baterija statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Įtaisas, paverčiantis Saulės spinduliuotės energiją elektros energija. atitikmenys: angl. solar battery vok. Sonnenbatterie, f rus. солнечная батарея, f pranc.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • солнечная батарея — saulės baterija statusas T sritis chemija apibrėžtis Įrenginys, paverčiantis Saulės spinduliuotės energiją elektros energija. atitikmenys: angl. solar battery rus. солнечная батарея …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»