У сфері відновлюваних джерел енергії тонкоплівкові фотоелектричні (PV) системи стали багатообіцяючою технологією, яка пропонує універсальний і масштабований підхід до генерації сонячної електроенергії. На відміну від звичайних сонячних панелей на основі кремнію, тонкоплівкові фотоелектричні системи використовують тонкий шар напівпровідникового матеріалу, нанесеного на гнучку підкладку, що робить їх легкими, гнучкими та адаптованими до різних застосувань. Ця публікація в блозі заглиблюється в основи тонкоплівкових фотоелектричних систем, вивчає їх компоненти, роботу та переваги, які вони приносять ландшафту відновлюваної енергії.
Компоненти тонкоплівкових фотоелектричних систем
Фотоактивний шар: серцем тонкоплівкової фотоелектричної системи є фотоактивний шар, який зазвичай складається з таких матеріалів, як телурид кадмію (CdTe), селенід міді, індій-галію (CIGS) або аморфний кремній (a-Si). Цей шар поглинає сонячне світло і перетворює його в електричну енергію.
Підкладка: фотоактивний шар наноситься на підкладку, яка забезпечує структурну підтримку та гнучкість. Звичайні матеріали підкладки включають скло, пластик або металеву фольгу.
Інкапсуляція: щоб захистити фотоактивний шар від факторів навколишнього середовища, таких як волога та кисень, він інкапсульований між двома захисними шарами, зазвичай зробленими з полімерів або скла.
Електроди: електричні контакти або електроди застосовуються для збирання генерованої електроенергії з фотоактивного шару.
Коробка злиття: Коробка злиття служить центральною точкою з’єднання, з’єднуючи окремі сонячні модулі та направляючи вироблену електроенергію до інвертора.
Інвертор: інвертор перетворює електроенергію постійного струму (DC), вироблену фотоелектричною системою, в електроенергію змінного струму (AC), яка сумісна з електромережею та більшістю побутових приладів.
Експлуатація тонкоплівкових фотоелектричних систем
Поглинання сонячного світла: Коли сонячне світло потрапляє на фотоактивний шар, фотони (пакети світлової енергії) поглинаються.
Електронне збудження: поглинені фотони збуджують електрони у фотоактивному матеріалі, змушуючи їх переходити з нижчого енергетичного стану в вищий.
Розділення заряду: це збудження створює дисбаланс заряду, коли надлишок електронів накопичується з одного боку та електронні дірки (відсутність електронів) з іншого.
Потік електричного струму: вбудовані електричні поля у фотоактивний матеріал спрямовують розділені електрони та дірки до електродів, генеруючи електричний струм.
Переваги тонкоплівкових фотоелектричних систем
Легкість і гнучкість: тонкоплівкові фотоелектричні системи значно легші та гнучкіші, ніж звичайні кремнієві панелі, що робить їх придатними для різноманітних застосувань, включаючи дахи, фасади будівель і портативні рішення для живлення.
Ефективність при слабкому освітленні: тонкоплівкові фотоелектричні системи, як правило, працюють краще в умовах слабкого освітлення порівняно з кремнієвими панелями, виробляючи електроенергію навіть у похмурі дні.
Масштабованість: процес виробництва тонкоплівкових фотоелектричних систем є більш масштабованим і адаптованим до масового виробництва, потенційно знижуючи витрати.
Різноманітність матеріалів: різноманітність напівпровідникових матеріалів, що використовуються в тонкоплівкових фотоелектричних системах, пропонує потенціал для подальшого підвищення ефективності та зниження витрат.
Висновок
Тонкоплівкові фотоелектричні системи зробили революцію в ландшафті сонячної енергії, пропонуючи багатообіцяючий шлях до сталого та відновлюваного джерела енергії в майбутньому. Їхня легкість, гнучкість і можливість адаптації в поєднанні з потенціалом зниження витрат і покращеною продуктивністю в умовах слабкого освітлення роблять їх переконливим вибором для широкого спектру застосувань. Оскільки дослідження та розробки продовжуються, тонкоплівкові фотоелектричні системи готові відігравати все більш важливу роль у задоволенні наших глобальних енергетичних потреб у стійкий та екологічно відповідальний спосіб.
Час публікації: 25 червня 2024 р