Принцип работы солнечной батареи

Солнечные батареи из устройств, на которых работают калькуляторы, превратились за последние десятилетия в системы, от которых можно запитать целый дом. Они входят в жизнь простых людей в совершенно разных областях. Есть мобильные солнечные батареи для зарядки телефонов и ноутбуков. Разработаны стационарные солнечные электростанции для электроснабжения домов. По этим причинам принцип работы и устройство солнечных батарей для многих людей стали интересными не только с теоретической, но и с практической точки зрения.

Как работают батареи?

The principle of operation of solar cell

Принцип работы солнечной батареи основан на явлении фотоэлектрической генерации. Существует ряд материалов, которые под воздействием солнечного света начинают генерировать электрический ток. Такие материалы называют фотоэлектронами. Генерируемый фотоэлектриком ток можно снимать через контакты и подавать его на электропотребляющие приборы.

С физической точки зрения фотоэлектрики обладают электронами, которые имеют слабую связь со своим ядром. Под действием фотонов солнечного света эти электроны приобретают дополнительную энергию и высвобождаются. Именно они, организуя упорядоченное движение, и создают ток в фотоэлектрическом материале.

Один из самых известных и широко распространённых фотоэлектриков – это кремний. Именно его используют для создания большинства солнечных батарей. Однако и другие материалы могут обладать фотоэлектрическимт свойствами. В последние годы были проведены успешные разработки по созданию полимерных фотоэлектриков.

Как устроена солнечная батарея?

Принцип работы солнечной батареи

Устройство солнечной батареи зависит от типа фотоэлектрического преобразователя, который положен в ее основу. Самые распространенные солнечные батареи изготавливают на базе кристаллического кремния. Они имеют следующее устройство: в корпусе из алюминия размещают фотоэлектрические преобразователи, соединенные между собой для увеличения мощности. Для обеспечения защиты фотоэлементов от кислорода и других химически активных веществ их покрывают с обеих сторон ламинирующей пленкой. С лицевой стороны преобразователей устанавливают защитное стекло. Чаще всего для защиты используют специальное закаленное стекло. С неосвещенной стороны панель с фотоэлементами закрывают специальной защитной пленкой. В состав самых топовых моделей солнечных батарей могут быть включены элементы для подключения внешней нагрузки.