Quyosh panellari, shuningdek, "quyosh chiplari" yoki "fotosellar" va "quyosh xujayralari" sifatida ham tanilgan, to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun quyosh nuridan foydalanadigan fotoelektrik yarim o'tkazgich plitalari. Fotoelektrik effekt yoki fotokimyoviy effekt orqali quyosh nuri energiyasini bevosita elektr energiyasiga aylantiruvchi qurilma. Fizikada u fotovoltaik (fotovoltaik, PV deb qisqartiriladi) yoki qisqacha fotovoltaik deb ataladi. Yagona quyosh batareyalaridan to'g'ridan-to'g'ri quvvat manbai sifatida foydalanish mumkin emas. Quvvat manbai sifatida foydalanish uchun bir nechta yagona quyosh xujayralari ketma-ket va parallel ravishda ulanishi va tarkibiy qismlarga mahkam yopishtirilishi kerak. Uning ishlash printsipi shunchaki quyosh panellari kun davomida quyosh nuri energiyasini o'zlashtiradi va uni elektr energiyasiga aylantiradi va batareyada saqlaydi va batareya kechasi quyosh energiyasi ko'cha chiroqlarini quvvatlantiradi. Xo'sh, nima uchun quyosh panellari quyoshli sharoitda elektr energiyasini ishlab chiqaradi?
Quyosh panellari odatda yorug'likka javob beradigan va quyosh nuri energiyasini elektr energiyasiga aylantira oladigan qurilmalardan foydalanadi. Eng keng tarqalgan material kremniy bo'lib, er yuzidagi eng keng tarqalgan materiallardan biridir. U quyosh panellarining fotoelektrik konversiyalash jarayoniga asos soladigan yarimo'tkazgichli xususiyatlarga ega.
Lekin tushunish kerak bo'lgan birinchi narsa shundaki, sof kremniyning o'tkazuvchanligi juda yomon va kristall strukturada erkin harakatlanadigan elektronlar yo'q. O'tkazuvchanligini oshirish uchun sof kremniy odatda o'tkazuvchanligini oshirish uchun iz aralashmalari bilan qo'shiladi. Ushbu xarakteristikaga ko'ra, turli o'tkazgich qurilmalari yasalishi mumkin.
Quyosh energiyasidan quyosh panellarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan kremniy uchun odatda ko'cha chiroqlari, fosfor yoki bor qo'shiladi. Bor qo'shilsa, kremniy kristalli teshik hosil qiladi. Asl kremniy atomi 4 ta elektron bilan, bor atomi esa faqat 3 ta elektron bilan o'ralganligi sababli, u asl kristall tuzilishga kiritilganda teshiklar ham hosil bo'ladi. Elektronlar bo'lmasa, bu teshik juda beqaror va P tipidagi yarimo'tkazgichni hosil qilish uchun boshqa elektronlarni osongina o'zlashtiradi.
Fosfor aralashmalari kremniy kristallariga qo'shilganda, fosfor atomlari atrofida 5 ta elektron borligi sababli, qo'shimcha elektron juda faol bo'lib, N tipidagi yarim o'tkazgichni hosil qiladi. P tipidagi yarim o'tkazgichlarda ko'plab teshiklar mavjud va N tipidagi yarim o'tkazgichlarda juda ko'p faol erkin elektronlar mavjud. Ikki aloqa qilganda, bu erkin elektronlar teshiklarni topadi va ularni to'ldiradi. Ularning orasidagi aloqa yuzasi potentsial farqni, ya'ni PN birikmasini hosil qiladi. P tipidagi tomon musbat va manfiy zaryadlangan, N tipi tomoni esa musbat zaryadlangan.
Yorug'lik qabul qilinganda, yorug'lik tarkibidagi energiya yarim o'tkazgichga o'tadi. Bu energiya elektronlarning tuzilishini bo'shatadi va erkin harakat qiladi. Buning sababi shundaki, quyosh nuri energiyasi elektron va teshiklarni ajratib turadi. Oddiy sharoitlarda ma'lum energiyaga ega bo'lgan foton elektronni chiqaradi, bu shunchaki erkin teshik hosil qiladi. Agar bu kontakt yuzasi yaqinida sodir bo'lsa va o'rnatilgan elektr maydoni tomonidan jalb qilinganda, elektronlar n zonaga oqib o'tadi va teshiklar P zonasiga oqib, N tipidagi zonadan P-ga oqim hosil qiladi. turi zonasi. Batareyaning elektr stantsiyasi hosil bo'ladi. Elektr quvvati zaryadlash uchun ishlatiladigan kuchlanish orqali hosil bo'ladi.
Ammo shuni ta'kidlash kerakki, yarimo'tkazgichlar elektr tokining yaxshi o'tkazgichlari emas va elektronlar PN birikmasidan o'tadi va keyin yarimo'tkazgichda oqadi, bu juda ko'p yo'qotishlarga olib keladi. Shuning uchun yuqori qatlam odatda metall bilan qoplangan. Biroq, agar u to'liq bo'yalgan bo'lsa, u quyosh nurlarining o'tishiga olib keladi. Oddiy sharoitlarda PN birikmasini qoplash uchun metall panjara ishlatiladi. Yana bir narsani e'tiborga olish kerakki, kremniy yuzasi yuqori darajada aks etadi. Agar davolanmasa, ko'p miqdorda quyosh nuri aks etadi. Ushbu muammoni hal qilish uchun quyosh energiyasi ko'cha chiroqlari ishlab chiqaruvchisi odatda quyosh panelida past ko'zgu koeffitsientining himoya plyonka qatlamini qo'shadi. Ko'zgudan kelib chiqadigan yo'qotish 5 foiz ichida nazorat qilinadi.
