Prionsabal na cille gréine

Tá an ghrian ag taitneamh ar an acomhal leathsheoltóra pn chun péire nua poll-leictreon a chruthú. Faoi éifeacht an réimse leictrigh ionsuite san acomhal pn, sreabhann na poill grianghraf-ghinte go dtí an réigiún p, agus sreabhann na leictreoin grianghraf-ghinte go dtí an réigiún n. Tar éis an ciorcad a nascadh, gintear an sruth. Is é seo an prionsabal oibre na cealla gréine éifeacht fhótaileictreach.
Tá dhá bhealach ann maidir le giniúint cumhachta gréine, is é ceann amháin comhshó solais-teas-leictreachais, agus is é an ceann eile comhshó díreach leictreachais éadrom.
Comhshó photothermal-leictreach
Gineann an modh comhshó solais-teas-leictreachais leictreachas trí úsáid a bhaint as an fuinneamh teasa a ghineann an radaíocht ghréine. Go ginearálta, déanann an bailitheoir gréine an fuinneamh teasa ionsúite a thiontú go gaile an mheán oibre, agus ansin déantar an tuirbín gaile a thiomáint chun leictreachas a ghiniúint. Is é an próiseas iar-chomhshó teasa éadrom; Is é an próiseas deiridh ná an próiseas comhshó teasa-leictreachais, atá mar an gcéanna leis an ngnáthghiniúint cumhachta teirmeach. Is é an míbhuntáiste a bhaineann le giniúint cumhachta teirmeach gréine ná go bhfuil a éifeachtúlacht an-íseal agus go bhfuil a chostas an-ard. Meastar go bhfuil a infheistíocht ar a laghad 5 go 10 n-uaire níos airde ná mar a bhíonn i ngnáthstáisiúin chumhachta teirmeacha. Ní mór do ghléasra cumhachta teirmeach gréine 1000MW infheistíocht a dhéanamh ar 2 go 2.5 billiún dollar SAM, le hinfheistíocht meán de 1 kW de 2000 go 2500 dollar SAM. Mar sin, ní féidir é a chur i bhfeidhm ach amháin ar ócáidí speisialta ar scála beag, cé nach bhfuil úsáid ar scála mór eacnamaíoch agus ní féidir dul san iomaíocht le gnáth-stáisiúin chumhachta teirmeacha nó stáisiúin chumhachta núicléacha.
Comhshó díreach optúil-leictreach
Déantar giniúint cumhachta cealla gréine de réir airíonna fótaileictreach ábhair shonracha. Radaíonn blackbodies (cosúil leis an ghrian) tonnta leictreamaighnéadacha de thonnfhad difriúla (a fhreagraíonn do mhinicíochtaí éagsúla), mar shampla infridhearg, ultraivialait, solas infheicthe, etc. Nuair a bhíonn na gathanna seo ionradaithe ar sheoltóirí nó leathsheoltóirí éagsúla, idirghníomhaíonn fótóin le leictreoin saor in aisce sna seoltóirí. nó leathsheoltóirí chun sruth a ghiniúint. Dá giorra an tonnfhad agus dá airde minicíocht an gha, is airde an fuinneamh atá aige. Mar shampla, tá fuinneamh ga ultraivialait i bhfad níos airde ná fuinneamh ga infridhearg. Mar sin féin, ní féidir fuinneamh gathanna de gach tonnfhad a thiontú go fuinneamh leictreach. Is fiú a thabhairt faoi deara go bhfuil an éifeacht fhótavoltach neamhspleách ar dhéine na ghathanna. Ní féidir an sruth a ghiniúint ach amháin nuair a shroicheann nó a sháraíonn an minicíocht an tairseach is féidir leis an éifeacht fótavoltach a tháirgeadh. Baineann tonnfhad uasta an tsolais is féidir leis an leathsheoltóir éifeacht fótavoltach a tháirgeadh le leithead bearna banna an leathsheoltóra. Mar shampla, tá leithead bearna banna sileacain criostalach thart ar 1.155eV ag teocht an tseomra. Dá bhrí sin, ní féidir ach le solas le tonnfhad níos lú ná 1100nm éifeacht fótavoltach a dhéanamh ar an sileacain criostalach. Is modh giniúna cumhachta in-athnuaite atá neamhdhíobhálach don chomhshaol é giniúint cumhachta cealla gréine. Ní tháirgeann sé gáis cheaptha teasa cosúil le dé-ocsaíd charbóin agus ní dhéanfaidh sé truailliú ar an gcomhshaol. De réir na n-ábhar táirgthe, is féidir é a roinnt ina ceallraí leathsheoltóra sileacain-bhunaithe, ceallraí scannán tanaí CdTe, ceallraí scannán tanaí CIGS, ceallraí scannán tanaí lí-íogair, ceallraí ábhar orgánach, etc. Ina measc, roinntear cealla sileacain ina criostail aonair cealla, cealla polycrystalline agus cealla scannán tanaí sileacain éagruthach. Is é an paraiméadar is tábhachtaí do chealla gréine an éifeachtacht chomhshó. I measc na gcealla gréine sileacain-bhunaithe a forbraíodh sa tsaotharlann, tá éifeachtacht na gcealla sileacain monocrystalline 25.0 faoin gcéad, is é éifeachtacht cealla sileacain polycrystalline 20.4 faoin gcéad, is é éifeachtacht cealla scannán tanaí CIGS 19.6 faoin gcéad, éifeachtacht cealla scannán tanaí CdTe Is é 16.7 faoin gcéad , agus is é 10.1 faoin gcéad éifeachtacht cealla scannán tanaí sileacain éagruthach (sileacain éagruthach).
Is cineál eilimint fhótaileictreach é an chill gréine is féidir fuinneamh a thiontú. Déantar a struchtúr bunúsach trí leathsheoltóirí P-cineál agus N-cineál a chomhcheangal. Is é an t-ábhar is bunúsaí de leathsheoltóirí ná "sileacain", atá neamhsheoltach. Mar sin féin, má tá neamhíonachtaí éagsúla measctha sna leathsheoltóirí, is féidir iad a dhéanamh i leathsheoltóirí cineál P agus N-cineál. Ansin, tá poll ag leathsheoltóirí P-cineál (tá leathsheoltóirí P-cineál amháin níos lú leictreon le muirear diúltach, is féidir a mheas mar mhuirear dearfach amháin), agus tá leathsheoltóirí N-cineál difríocht amháin eile saor in aisce féideartha leictreon a ghiniúint reatha, mar sin. nuair a shineann an ghrian, Spreagann an fuinneamh solais na leictreoin san adamh sileacain chun comhiompar na leictreon agus na bpoll a tháirgeadh. Beidh tionchar ag na leictreoin agus na poill seo ar an bpoitéinseal tógtha, agus tarraingeoidh siad leathsheoltóirí N-cineál agus P-cineál faoi seach, agus baileoidh siad ag an dá cheann. Ag an am seo, má tá an taobh amuigh ceangailte le leictreoidí chun ciorcad a fhoirmiú, is é seo prionsabal na giniúna cumhachta cealla gréine.
I mbeagán focal, is é prionsabal na giniúna cumhachta fótavoltach gréine ná cealla gréine a úsáid chun solas na gréine 0.4 μ m-1.1 μ M tonnfhad (do chriostail sileacain) a ionsú, rud a thiontaíonn go díreach fuinneamh solais go leictreach. aschur fuinnimh.
Ós rud é gur sruth díreach é an leictreachas a ghintear le cealla gréine, más gá cumhacht a sholáthar d'fhearais tí nó d'fhearais leictreacha éagsúla, is gá tiontaire DC/AC a shuiteáil chun cumhacht AC a chur ina ionad sular féidir é a sholáthar don teaghlach nó don teaghlach. cumhacht thionsclaíoch.
Forbairt muirir na gcealla gréine Is é cur i bhfeidhm cealla gréine in earraí tomhaltóra an fhadhb muirir den chuid is mó. San am atá caite, d'úsáid na rudaí muirir ginearálta cealla tirim NiMH nó NiCd, ach ní féidir le cealla tirim NiMH seasamh in aghaidh teocht ard, agus tá fadhb truaillithe comhshaoil ​​ag cealla tirim NiCd. Le forbairt go mear ar supercapacitors, cumas mór, limistéar frith-crapadh agus praghas íseal, thosaigh roinnt táirgí gréine ag baint úsáide as supercapacitors mar rudaí luchtaithe, rud a d'fheabhsaigh go leor fadhbanna maidir le muirearú gréine:
Luchtú tapa,
Tá saol na seirbhíse níos mó ná 5 huaire níos faide,
Tá an raon teochta luchtaithe leathan,
Laghdaigh tomhaltas cealla gréine (is féidir é a mhuirearú ag voltas íseal)