Sonnenkollektoren, auch bekannt als "Solarchips" oder "Fotozellen" und "Solarzellen", sind fotoelektrische Halbleiterfolien, die Sonnenlicht verwenden, um direkt Strom zu erzeugen. Ein Gerät, das Sonnenenergie durch den photoelektrischen Effekt oder den photochemischen Effekt direkt in elektrische Energie umwandelt. In der Physik heißt es Photovoltaik (Photovoltaik, abgekürzt PV), oder kurz Photovoltaik. Einzelne Solarzellen können nicht direkt als Stromquelle verwendet werden. Für die Nutzung als Stromquelle müssen mehrere einzelne Solarzellen in Reihe und parallel geschaltet und zu Bauteilen dicht vergossen werden. Sein Funktionsprinzip besteht einfach darin, dass die Sonnenkollektoren tagsüber Sonnenenergie absorbieren und in elektrische Energie umwandeln und in der Batterie speichern, und die Batterie die Solarenergie-Straßenlaterne nachts mit Strom versorgt. Warum produzieren Sonnenkollektoren bei sonnigem Wetter Strom?
Sonnenkollektoren verwenden im Allgemeinen Geräte, die auf Licht reagieren und Sonnenenergie in Elektrizität umwandeln können. Das häufigste Material ist Silizium, eines der am häufigsten vorkommenden Materialien auf der Erde. Es hat Halbleitereigenschaften, die die Grundlage für den photoelektrischen Umwandlungsprozess von Solarmodulen bilden.
Aber zuerst muss man verstehen, dass die Leitfähigkeit von reinem Silizium sehr schlecht ist und es keine Elektronen gibt, die sich frei in der Kristallstruktur bewegen können. Um seine Leitfähigkeit zu verbessern, wird reines Silizium normalerweise mit Spuren von Verunreinigungen dotiert, um seine Leitfähigkeit zu verbessern. Gemäß dieser Eigenschaft können unterschiedliche leitfähige Vorrichtungen hergestellt werden.
Dem Silizium, das zur Herstellung von Sonnenkollektoren für Straßenlaternen verwendet wird, wird normalerweise Phosphor oder Bor zugesetzt. Wenn Bor hinzugefügt wird, bildet der Siliziumkristall ein Loch. Da das ursprüngliche Siliziumatom von 4 Elektronen und das Boratom von nur 3 Elektronen umgeben ist, werden auch Löcher erzeugt, wenn es in die ursprüngliche Kristallstruktur dotiert wird. Ohne Elektronen ist dieses Loch sehr instabil und absorbiert leicht andere Elektronen, um einen Halbleiter vom P-Typ zu bilden.
Wenn Phosphorverunreinigungen in Siliziumkristalle dotiert werden, ist das zusätzliche Elektron sehr aktiv und bildet einen Halbleiter vom N-Typ, da sich 5 Elektronen um die Phosphoratome herum befinden. Es gibt viele Löcher in Halbleitern vom P-Typ, und es gibt viele aktive freie Elektronen in Halbleitern vom N-Typ. Wenn sich die beiden berühren, finden diese freien Elektronen Löcher und füllen sie. Die Kontaktfläche zwischen den beiden bildet eine Potentialdifferenz, d. h. einen PN-Übergang. Die Seite vom P-Typ ist positiv und negativ geladen, und die Seite vom N-Typ ist positiv geladen.
Wenn Licht empfangen wird, wird die im Licht enthaltene Energie auf den Halbleiter übertragen. Diese Energie wird die Struktur der Elektronen lockern und sich frei bewegen. Dies liegt daran, dass die Sonnenenergie Elektronen und Löcher auseinandernimmt. Unter normalen Umständen setzt ein Photon mit einer bestimmten Energie ein Elektron frei, das zufällig ein freies Loch bildet. Wenn dies direkt in der Nähe der Kontaktfläche geschieht und durch das eingebaute elektrische Feld angezogen wird, fließen Elektronen in die n-Zone und Löcher in die P-Zone, wodurch ein Strom von der N-Zone zur P-Zone entsteht. Typzone. Das Kraftwerk der Batterie wird gebildet. Strom entsteht durch Spannung, die zum Laden verwendet wird.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass Halbleiter keine guten elektrischen Leiter sind und Elektronen durch den PN-Übergang fließen und dann in den Halbleiter fließen, was zu großen Verlusten führt. Daher wird die obere Schicht üblicherweise mit Metall beschichtet. Wenn es jedoch vollständig gestrichen ist, wird es dazu führen, dass das Sonnenlicht nicht durchdringt. Unter normalen Umständen wird ein Metallgitter verwendet, um den PN-Übergang abzudecken. Eine weitere Sache, die zu beachten ist, ist, dass die Oberfläche von Silizium stark reflektierend ist. Wenn es nicht behandelt wird, wird viel Sonnenlicht reflektiert. Um dieses Problem zu lösen, fügt der Hersteller von Solarenergie-Straßenlaternen normalerweise eine Schutzfilmschicht mit niedrigem Reflexionskoeffizienten auf dem Solarmodul hinzu. Der durch Reflexion verursachte Verlust wird auf 5 Prozent begrenzt.
