Principiul generării energiei electrice prin panouri solare

Soarele strălucește pe joncțiunea PN a semiconductorului, formând o nouă pereche electron-gaură. Sub acțiunea câmpului electric al joncțiunii PN, gaura curge din regiunea P în regiunea N, iar electronul curge din regiunea N în regiunea P. Când circuitul este conectat, se formează curentul. Așa funcționează celulele solare cu efect fotoelectric.

Generarea energiei solare Există două tipuri de generare a energiei solare, unul este modul de conversie lumină-căldură-electricitate, celălalt este modul de conversie directă lumină-electricitate.

(1) Metoda de conversie lumină-căldură-electricitate utilizează energia termică generată de radiația solară pentru a genera electricitate. În general, energia termică absorbită este convertită în abur al mediului de lucru de către colectorul solar, iar apoi turbina cu abur este acționată pentru a genera electricitate. Primul proces este procesul de conversie lumină-căldură; cel de-al doilea proces este procesul de conversie căldură-electricitate.

(2) Efectul fotoelectric este utilizat pentru a converti energia radiației solare direct în energie electrică. Dispozitivul de bază al conversiei fotoelectrice este celula solară. Celula solară este un dispozitiv care convertește direct energia luminii solare în energie electrică datorită efectului de fotogenerare volt. Este o fotodiodă semiconductoare. Când soarele strălucește pe fotodiodă, fotodioda va transforma energia luminii solare în energie electrică și va genera curent. Când mai multe celule sunt conectate în serie sau în paralel, se poate forma o rețea pătrată de celule solare cu o putere de ieșire relativ mare.

În prezent, siliciul cristalin (inclusiv polisiliconul și siliciul monocristalin) este cel mai important material fotovoltaic, cota sa de piață fiind de peste 90% și, în viitor, pentru o perioadă lungă de timp, va rămâne materialul principal pentru celulele solare.

Multă vreme, tehnologia de producție a materialelor polisiliconice a fost controlată de 10 fabrici a 7 companii din 3 țări, precum Statele Unite, Japonia și Germania, formând o blocadă tehnologică și un monopol de piață.

Cererea de polisilicon provine în principal din semiconductori și celule solare. Conform diferitelor cerințe de puritate, acestea sunt împărțite în nivel electronic și nivel solar. Dintre acestea, polisiliconul de grad electronic reprezintă aproximativ 55%, iar polisiliconul de grad solar 45%.

Odată cu dezvoltarea rapidă a industriei fotovoltaice, cererea de polisilicon în celulele solare crește mai rapid decât dezvoltarea polisiliconului semiconductor și se așteaptă ca cererea de polisilicon solar să o depășească pe cea de polisilicon de calitate electronică până în 2008.

În 1994, producția totală de celule solare la nivel mondial era de doar 69 MW, dar în 2004 aceasta se apropia de 1200 MW, o creștere de 17 ori în doar 10 ani. Experții prevăd că industria fotovoltaică solară va depăși energia nucleară ca una dintre cele mai importante surse de energie de bază în prima jumătate a secolului XXI.