Eine Solarzelle ist eine fotoelektrische Halbleiterfolie, die Sonnenlicht zur direkten Stromerzeugung nutzt. Solange es Licht ausgesetzt ist, das bestimmte Beleuchtungsstärkebedingungen erfüllt, kann es sofort Spannung ausgeben und Strom erzeugen, wenn eine Schleife vorhanden ist. In der Physik wird es als Solarphotovoltaik (Photovoltaik, abgekürzt als PV) oder kurz Photovoltaik bezeichnet.

Solarzellen sind Geräte, die Lichtenergie durch photoelektrischen oder photochemischen Effekt direkt in elektrische Energie umwandeln. Kristalline Siliziumsolarzellen, die mit dem photovoltaischen Effekt arbeiten, sind der Hauptstrom, während die Implementierung von Solarzellen mit Dünnschichtzellen, die mit dem photochemischen Effekt arbeiten, noch in den Kinderschuhen steckt.

Prinzip

Eine Solarzelle ist ein fotoelektrisches Element, das Energie umwandeln kann. Ihre Grundstruktur wird durch Verbinden von Halbleitern vom P-Typ und N-Typ hergestellt. Das grundlegendste Material von Halbleitern ist "Silizium", das nicht leitend ist, aber wenn dem Halbleiter unterschiedliche Verunreinigungen hinzugefügt werden, kann es zu Halbleitern vom P-Typ und N-Typ verarbeitet werden, und dann hat der Halbleiter vom P-Typ a Loch (P-Typ-Halbleiter fehlt ein negativ geladenes Elektron, was als zusätzliche positive Ladung angesehen werden kann), und ein N-Typ-Halbleiter hat eine freie Elektronenpotentialdifferenz, um Strom zu erzeugen, daher, wenn das Sonnenlicht bestrahlt wird, das Licht Energie regt die Elektronen in den Siliziumatomen an und die Konvektion von Elektronen und Löchern wird erzeugt. Diese Elektronen und Löcher werden vom eingebauten Potential beeinflusst und von den Halbleitern vom N-Typ bzw. P-Typ angezogen und an beiden Enden gesammelt. Wenn zu diesem Zeitpunkt die externen Elektroden zu einer Schleife verbunden sind, ist dies das Prinzip der Solarzellen-Stromerzeugung.

Einfach ausgedrückt besteht das Prinzip der Photovoltaik-Stromerzeugung darin, mithilfe von Solarzellen Sonnenlicht mit einer Wellenlänge von 0,4 μm bis 1,1 μm (für Siliziumkristalle) zu absorbieren und Lichtenergie direkt in elektrische Energie umzuwandeln.

Da der von Solarzellen erzeugte Strom Gleichstrom ist, müssen Sie, wenn Sie Haushaltsgeräte oder verschiedene Elektrogeräte mit Strom versorgen müssen, einen Gleich- / Wechselstromwandler installieren und durch Wechselstrom ersetzen, bevor er an Haushalts- oder Industriestrom geliefert werden kann .

Kristalline Siliziumsolarzellen umfassen monokristalline Siliziumsolarzellen und polykristalline Siliziumsolarzellen. Gegenwärtig kann die Umwandlungseffizienz von monokristallinen Siliziumzellen 19,8% bis 22,5% erreichen, und die Umwandlungseffizienz von polykristallinen Siliziumzellen beträgt etwa 18,6% bis 19%.