หลักการผลิตพลังงานของแผงโซลาร์เซลล์

ดวงอาทิตย์ส่องแสงบนทางแยก PN เซมิคอนดักเตอร์สร้างคู่รูอิเล็กตรอนใหม่ ภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าของทางแยก PN รูไหลจากภูมิภาค P ไปยังภูมิภาค N และอิเล็กตรอนไหลจากภูมิภาค N ไปยังภูมิภาค P เมื่อเชื่อมต่อวงจรกระแสจะเกิดขึ้น นั่นคือวิธีการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์แบบโฟโตอิเล็กทริก

การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์มีการผลิตพลังงานแสงอาทิตย์สองประเภทหนึ่งคือโหมดการแปลงไฟฟ้าความร้อนด้วยแสงไฟฟ้าอีกอย่างหนึ่งคือโหมดการแปลงแสงไฟฟ้าโดยตรง

(1) วิธีการแปลงไฟฟ้าความร้อนด้วยแสงไฟฟ้าใช้พลังงานความร้อนที่เกิดจากรังสีแสงอาทิตย์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า โดยทั่วไปแล้วพลังงานความร้อนที่ดูดซึมจะถูกแปลงเป็นไอน้ำของสื่อการทำงานโดยตัวสะสมพลังงานแสงอาทิตย์จากนั้นกังหันไอน้ำจะถูกขับเคลื่อนเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า กระบวนการเดิมคือกระบวนการแปลงความร้อนแบบแสง กระบวนการหลังคือกระบวนการแปลงความร้อน - ไฟฟ้า

(2) เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริกใช้ในการแปลงพลังงานรังสีแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรง อุปกรณ์พื้นฐานของการแปลงโฟโตอิเล็กทริกคือเซลล์แสงอาทิตย์ เซลล์แสงอาทิตย์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าโดยตรงเนื่องจากเอฟเฟกต์โวลต์โฟโต้เนอเรชั่น มันเป็นโฟโตไดโอดเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อดวงอาทิตย์ส่องแสงบนโฟโตไดโอดโฟโตไดโอดจะเปลี่ยนพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานไฟฟ้าและสร้างกระแสไฟฟ้า เมื่อเซลล์จำนวนมากเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรมหรือในแบบคู่ขนานสามารถเกิดอาร์เรย์สี่เหลี่ยมของเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีกำลังเอาต์พุตที่ค่อนข้างใหญ่

ในปัจจุบันซิลิคอนผลึก (รวมถึงซิลิคอน polysilicon และ monocrystalline) เป็นวัสดุเซลล์แสงอาทิตย์ที่สำคัญที่สุดส่วนแบ่งการตลาดของมันมากกว่า 90%และในอนาคตเป็นเวลานานจะยังคงเป็นวัสดุหลักของเซลล์แสงอาทิตย์

เป็นเวลานานเทคโนโลยีการผลิตของวัสดุ polysilicon ได้รับการควบคุมโดยโรงงาน 10 แห่งของ 7 บริษัท ใน 3 ประเทศเช่นสหรัฐอเมริกาญี่ปุ่นและเยอรมนีสร้างการปิดล้อมทางเทคโนโลยีและการผูกขาดในตลาด

ความต้องการ Polysilicon ส่วนใหญ่มาจากเซมิคอนดักเตอร์และเซลล์แสงอาทิตย์ ตามข้อกำหนดด้านความบริสุทธิ์ที่แตกต่างกันแบ่งออกเป็นระดับอิเล็กทรอนิกส์และระดับแสงอาทิตย์ ในหมู่พวกเขามี polysilicon เกรดอิเล็กทรอนิกส์คิดเป็นประมาณ 55%, polysilicon ระดับแสงอาทิตย์คิดเป็น 45%

ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมเซลล์แสงอาทิตย์ความต้องการ polysilicon ในเซลล์แสงอาทิตย์เติบโตเร็วกว่าการพัฒนาของสารกึ่งตัวนำ polysilicon และคาดว่าความต้องการ polysilicon แสงอาทิตย์จะสูงกว่า polysilicon เกรดอิเล็กทรอนิกส์ในปี 2008

ในปี 1994 การผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ทั้งหมดในโลกมีเพียง 69MW แต่ในปี 2004 มันใกล้เคียงกับ 1200MW เพิ่มขึ้น 17 เท่าในเวลาเพียง 10 ปี ผู้เชี่ยวชาญคาดการณ์ว่าอุตสาหกรรมโซลาร์เซลล์แสงอาทิตย์จะเกินกำลังนิวเคลียร์เป็นหนึ่งในแหล่งพลังงานพื้นฐานที่สำคัญที่สุดในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 21