Gün energiýasyny öndürmek, öňdebaryjy arassa energiýa çözgüdi hökmünde, senagatyň uly ünsüni çekdi. Gyzyklanýan bolsaňyz, geliň, gün batareýalarynyň we degişli fotowoltaik materiallaryň gurluşyna çuňňur göz aýlalyň.
Gün energiýasyny öndürmek, köplenç gün batareýalary diýlip atlandyrylýar, gün şöhlesini gönüden-göni elektrik energiýasyna öwürýär. Gün panellerinde günden çykýan fotonlar ýarymgeçiriji materiallaryň atom baglanyşyklaryndan elektronlary çykarýar. Bu elektronlar bir ugurda hereket etmäge mejbur bolanda, olar elektron enjamlary herekete getirip bilýän ýa-da elektrik ulgamyna berlip bilýän elektrik toguny döredýärler.
Fransuz fizigi Aleksandr-Edmond Bekkerel 1839-njy ýylda ilkinji gezek fotowoltaik tehnologiýasyny teoriýalaşdyryp başlandan bäri, gün energiýasyny öndürmek ylmy-barlag işleriniň esasy temasy bolup geldi. Häzirki wagtda ABŞ-nyň, Ýaponiýanyň we Ýewropanyň iri ylmy-barlag toparlary öz gün ulgamlarynyň täjirçilik taýdan ulanylmagyny çaltlaşdyrmagy bilen, fotowoltaik senagatynyň halkara bazary giňelmegini dowam etdirýär.
Fotowoltaik Modullar
Fotowoltaik ulgamlardaky materiallar dürli-dürli bolsa-da, ähli modullar öň tarapyndan arka tarapyna çenli birnäçe gatlakdan ybarat. Gün şöhlesi ilki gorag gatlagyndan (köplenç aýna), soňra bolsa açyk kontakt gatlagyndan geçip, öýjük içine girýär. Modulyň merkezinde elektrik togyny döretmek üçin fotonlary tutýan siňdiriji material ýerleşýär. Ulanylýan ýarymgeçiriji materialyň görnüşi fotowoltaik ulgamyň aýratyn zerurlyklaryna baglydyr.
Absorber materialynyň aşagynda elektrik zynjyryny tamamlaýan arka metal gatlak ýerleşýär. Metal gatlagyň aşagynda moduly suw geçirmeýän we izolýasiýa edýän kompozit plýonka gatlagy ýerleşýär. Fotowoltaik modullar köplenç aýnadan, alýumin gatlagyndan ýa-da plastmassadan ýasalan goşmaça gorag gatlagy bilen enjamlaşdyrylandyr.
Ýarymgeçiriji materiallar
Fotowoltaik ulgamlardaky ýarymgeçiriji materiallar kremniý, polikristal inçe plýonkalar ýa-da monokristal inçe plýonkalar bolup biler. Kremniý materiallaryna monokristal kremniý, polikristal kremniý we amorf kremniý girýär. Düzgünli gurluşy bolan monokristal kremniý, polikristal kremniýden has ýokary fotowoltaik öwrülme netijeliligine eýedir.
Amorf kremniýde kremniý atomlary tötänleýin paýlanyşýar, bu bolsa monokristal kremniý bilen deňeşdirilende has pes konwersiýa netijeliligine getirýär. Şeýle-de bolsa, amorf kremniý has köp fotony tutup bilýär we ony germaniýa ýa-da uglerod ýaly elementler bilen legirlemek bu häsiýeti güýçlendirip biler.
Mis indiý diselenidi (CIS), kadmiý tellurid (CdTe) we inçe plýonkaly kremniý köplenç ulanylýan polikristal inçe plýonkaly materiallardyr. Galliý arsenid (GaAs) ýaly ýokary netijeli materiallar köplenç monokristal kremniý inçe plýonkalaryny öz içine alýar. Bu materiallar kristallik, zolak aralygynyň ululygy, siňdiriş ukyplary we gaýtadan işlemegiň aňsatlygy ýaly özboluşly häsiýetlere esaslanyp, belli bir fotowoltaik ulanylyşlar üçin saýlanýar.
Ýarymgeçirijilere täsir edýän daşarky faktorlar
Kristal gurluşyndaky atom gurluşy ýarymgeçiriji materiallaryň kristallygyny kesgitleýär, bu bolsa gün batareýalarynyň zarýad daşamagyna, tok dykyzlygyna we energiýany öwürmek netijeliligine gönüden-göni täsir edýär. Ýarymgeçiriji materiallaryň zolak aralygy elektronlary baglanyşykly ýagdaýdan erkin ýagdaýa geçirmek üçin zerur bolan minimal energiýany aňladýar (geçirijilige mümkinçilik berýär). Adatça Eg diýlip atlandyrylýan zolak aralygy walent zolagy (pes energiýa) bilen geçiriji zolagyň (ýokary energiýa) arasyndaky energiýa tapawudyny beýan edýär.
Ýüzgüçlenme koeffisiýenti belli bir tolkun uzynlygyndaky fotonyň siňdirilmezden öň gurşawa girip biljek aralygyny kesgitleýär. Ol öýjük materialy we siňdirilen fotonyň tolkun uzynlygy bilen kesgitlenýär.
Dürli ýarymgeçiriji materiallary we enjamlary gaýtadan işlemegiň bahasy we aňsatlygy köp sanly faktorlara, şol sanda ulanylýan materiallaryň görnüşine we möçberine, önümçilik sikllerine we çökündi kamerasyndaky öýjükleriň göçme häsiýetlerine baglydyr. Her bir faktor fotowoltaik öndürmegiň anyk zerurlyklaryny kanagatlandyrmakda möhüm rol oýnaýar.
