Med dnevno svetlobo na površje planeta vstopajo tokovi sončne energije. Znanstveniki in inženirji so že dolgo ugotavljali, kako ga uporabiti. Sončne celice lahko pretvorijo energijo dnevne svetlobe. Njihova učinkovitost je še vedno daleč od idealne, sčasoma pa se bo povečala zaradi dela strokovnjakov.
Navodila
Korak 1
Delo sončne celice temelji na fizikalnih lastnostih polprevodniških celic. Fotoni svetlobe izbijejo elektrone iz zunanjega polmera atomov. V tem primeru nastane znatno število prostih elektronov. Če zdaj zaprete vezje, bo po njem tekel električni tok. Vendar je premajhen, da bi bil omejen na uporabo ene ali dveh fotocelic.
2. korak
Običajno se posamezne komponente združijo v sistem in tvorijo baterijo. Za oblikovanje modulov se uporablja več takih baterij. Več sončnih celic je povezanih skupaj, večja je učinkovitost tehničnega sistema. Pomemben je tudi položaj sončne baterije glede na svetlobni tok. Količina energije je neposredno odvisna od kota, pod katerim sončni žarki padajo na fotocelice.
3. korak
Ena glavnih značilnosti delovanja sončne celice je koeficient učinkovitosti (COP). Opredeljen je kot rezultat delitve moči prejete energije z močjo svetlobnega toka, ki pade na delovno površino akumulatorja. Do danes se učinkovitost sončnih celic, ki se uporabljajo v praksi, giblje med 10 in 25 odstotki.
4. korak
Jeseni 2013 so v tisku poročali, da je nemškim inženirjem uspelo ustvariti eksperimentalno fotocelico, katere izkoristek je blizu 45%. Da bi dosegli tako neverjetno zmogljivost za standardni sončni niz, so morali oblikovalci uporabiti štiristopenjsko postavitev fotocelice. To je omogočilo povečanje skupnega števila uporabnih polprevodniških spojev.
5. korak
Strokovnjaki so izračunali, da bo v prihodnosti povsem mogoče doseči višje stopnje učinkovitosti, do 85%. Kaj je razlog, da trenutni akumulator zaostaja za oblikovnimi značilnostmi? Razlika med realnimi številkami in teoretično možnimi kazalci je razložena z lastnostmi materialov, ki se uporabljajo za izdelavo baterij. Plošče so običajno narejene iz silicija, ki lahko absorbira samo infrardeče sevanje. Toda energija ultravijoličnih žarkov se skoraj nikoli ne uporablja.
6. korak
Eden od načinov za izboljšanje učinkovitosti sončnih celic je uporaba večplastnih struktur. Takšen modul vključuje več tankih slojev iz različnih materialov. V tem primeru so snovi izbrane tako, da se plasti uskladijo z vidika absorpcije energije. V teoriji lahko takšne večplastne "torte" zagotavljajo učinkovitost do skoraj 90%.
7. korak
Druga obetavna smer razvoja je uporaba plošč iz silicijevih monokristalov. Na žalost je ta material še vedno dražji od polikristalnih analogov. Da bi povečali učinkovitost sončnih celic, je torej treba dražjo zasnovo, kar podaljša obdobje vračila.
