עקרון ייצור החשמל של הפאנלים הסולאריים

השמש זורחת על צומת PN מוליך למחצה, ויוצרת זוג חור אלקטרוני חדש. תחת פעולת השדה החשמלי של צומת PN, החור זורם מאזור P לאזור N, והאלקטרון זורם מאזור N לאזור P. כאשר המעגל מחובר, הזרם נוצר. כך פועלים תאים סולאריים אפקטים פוטו -אלקטרוניים.

ייצור חשמל סולארי ישנם שני סוגים של ייצור חשמל סולארי, האחד הוא מצב המרת חשמלי אור אור, השני הוא מצב המרת חשמל ישיר.

(1) שיטת ההמרה של האור-החום-חשמלית משתמשת באנרגיה התרמית הנוצרת על ידי קרינת סולארית כדי לייצר חשמל. באופן כללי, האנרגיה התרמית הספוגה ממירה לאדים של המדיום העובד על ידי אספן השמש ואז טורבינת הקיטור מונעת לייצור חשמל. התהליך הקודם הוא תהליך ההמרה בחום האור; התהליך האחרון הוא תהליך ההמרה של חום - חשמל.

(2) האפקט הפוטואלקטרי משמש להמרת אנרגיית קרינת השמש ישירות לאנרגיה חשמלית. המכשיר הבסיסי של ההמרה הפוטואלקטרית הוא תא השמש. תאי סולארי הוא מכשיר שממיר ישירות את אנרגיית האור הסולארית לאנרגיה חשמלית כתוצאה מאפקט וולט פוטוגנציה. זהו פוטודיוד מוליכים למחצה. כאשר השמש זורחת על הפוטודיוד, הפוטודיוד יהפוך את אנרגיית האור הסולארית לאנרגיה חשמלית וייצור זרם. כאשר תאים רבים מחוברים בסדרה או במקביל, ניתן ליצור מערך מרובע של תאים סולאריים עם כוח פלט גדול יחסית.

נכון לעכשיו, סיליקון גבישי (כולל פוליסיליקון וסיליקון מונוקריסטלי) הוא החומרים הפוטו -וולטאיים החשובים ביותר, נתח השוק שלו הוא יותר מ- 90%, ובעתיד במשך תקופה ארוכה עדיין יהיו החומרים המיינסטרים של תאים סולאריים.

במשך זמן רב, טכנולוגיית הייצור של חומרי פוליסיליקון נשלטת על ידי 10 מפעלים של 7 חברות בשלוש מדינות, כמו ארצות הברית, יפן וגרמניה, ויוצרים מצור טכנולוגי ומונופול שוק.

דרישת פוליסיליקון מגיעה בעיקר ממוליכים למחצה ותאים סולאריים. על פי דרישות טוהר שונות, מחולק לרמה האלקטרונית ולרמת השמש. ביניהם, פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית מהווה כ- 55%, פוליסיליקון ברמה השמשית מהווה 45%.

עם ההתפתחות המהירה של התעשייה הפוטו-וולטאית, הביקוש לפוליסיליקון בתאים סולאריים צומח מהר יותר מפיתוח פוליסיליקון מוליכים למחצה, וצפוי שהביקוש לפוליסיליקון סולארי יעלה על זה של פוליסיליקון בדרגה אלקטרונית עד 2008.

בשנת 1994, הייצור הכולל של תאים סולאריים בעולם היה רק ​​69 מגוואט, אך בשנת 2004 הוא היה קרוב ל 1200 מגוואט, עלייה פי 17 בעשר שנים בלבד. מומחים צופים כי התעשייה הפוטו -וולטאית הסולארית תעלה על הכוח הגרעיני כאחד ממקורות האנרגיה הבסיסיים החשובים ביותר במחצית הראשונה של המאה ה -21.