Prif egwyddorion a manteision cynhyrchu pŵer ffotofoltäig

Mae cynhyrchu pŵer ffotofoltäig yn dechnoleg sy'n trosi ynni golau yn drydan yn uniongyrchol gan ddefnyddio'r effaith ffotofoltäig ar y rhyngwyneb lled-ddargludyddion. Mae'n cynnwys tair rhan yn bennaf: paneli solar, rheolwyr, a gwrthdroyddion. Y prif gydrannau yw cydrannau electronig. Ar ôl i'r celloedd solar gael eu cysylltu mewn cyfres, gellir eu pecynnu a'u hamddiffyn i ffurfio modiwlau celloedd solar ardal fawr, y gellir eu cyfuno wedyn â rheolwyr pŵer a chydrannau eraill i ffurfio dyfeisiau cynhyrchu pŵer ffotofoltäig.

Prif egwyddor cynhyrchu pŵer ffotofoltäig yw effaith ffotodrydanol lled-ddargludyddion. Pan fydd ffotonau yn arbelydru metel, gall eu hegni gael ei amsugno'n llwyr gan yr electronau yn y metel. Mae'r egni sy'n cael ei amsugno gan electronau yn ddigon mawr i oresgyn grym Coulomb y tu mewn i atomau metel i wneud gwaith, a dianc o'r arwyneb metel i ddod yn ffotoelectronau. Mae gan atomau silicon bedwar electron allanol. Os caiff silicon pur ei ddopio ag atomau â phum electron allanol, fel atomau ffosfforws, mae'n dod yn lled-ddargludydd math N. Os caiff silicon pur ei ddopio ag atomau â thri electron allanol, fel atomau boron, mae'n ffurfio lled-ddargludydd math P. Pan gyfunir math P a math N gyda'i gilydd, bydd yr arwyneb cyswllt yn ffurfio gwahaniaeth posibl, gan ddod yn gell solar. Pan fydd golau'r haul yn disgleirio ar y gyffordd pn, mae'r cerrynt yn llifo o'r ochr math P i'r ochr N-math, gan ffurfio cerrynt.

Mae'r effaith ffotodrydanol yn ffenomen bwysig a hudolus mewn ffiseg. O dan arbelydru tonnau electromagnetig uwchlaw amledd penodol (a elwir yn amledd terfyn), mae electronau mewn rhai sylweddau yn amsugno egni ac yn dianc i ffurfio cerrynt trydan, a elwir yn ffotodrydanol. Mae'r diagram sgematig o gynhyrchu pŵer ffotofoltäig yn dangos bod silicon polycrystalline yn cael ei brosesu i wafferi silicon trwy brosesau fel castio ingot, torri ingotau, a sleisio. Dopio a thryledu symiau hybrin o boron, ffosfforws, ac ati Bydd cyffordd pn yn cael ei ffurfio ar y wafer silicon. Yna, trwy argraffu sgrin, mae'r past arian wedi'i baratoi'n fân yn cael ei argraffu ar y wafer silicon i ffurfio llinellau grid. Ar ôl sintering, mae hefyd yn cael ei wneud yn electrod cefn, ac mae gorchudd gwrth-adlewyrchol wedi'i orchuddio ar yr wyneb â llinellau grid i wneud celloedd batri. Mae'r batri yn cael ei drefnu a'i gyfuno i ffurfio modiwl batri, gan ffurfio bwrdd cylched mawr. Yn nodweddiadol, mae'r cydrannau wedi'u hamgylchynu gan ffrâm alwminiwm, gyda gorchudd gwydr ar y blaen ac electrodau ar y cefn. Gyda chydrannau batri ac offer ategol eraill, gellir ffurfio system cynhyrchu pŵer. Er mwyn trosi cerrynt uniongyrchol yn gerrynt eiledol, mae angen gosod gwrthdröydd. Ar ôl cynhyrchu pŵer, gellir ei storio mewn batris neu ei fewnbynnu i'r grid pŵer cyhoeddus. Yng nghost systemau cynhyrchu pŵer, mae cydrannau batri yn cyfrif am tua 50%, tra bod trawsnewidwyr cyfredol, costau gosod, cydrannau ategol eraill, a chostau eraill yn cyfrif am 50% ychwanegol.