Як працює сонячна батарея?

Принцип фотогальванічного ефекту

Сонячна батарея базується на фотогальванічному ефекті, який перетворює сонячне світло на електричну енергію. 

Напівпровідникові матеріали мають властивості, що дозволяють їм генерувати електричний струм під впливом світла. В основі цього процесу лежить здатність напівпровідника утворювати електронно-діркові пари під впливом фотонів. 

Коли електрон отримує достатню енергію, він переходить з валентної зони в зону провідності, залишаючи дірку. Ці електрони і дірки створюють електричне поле, яке змушує їх рухатися, утворюючи електричний струм.

Матеріали для сонячних елементів

Основним матеріалом для виготовлення сонячних елементів є кремній. Кремнієві сонячні елементи можуть бути монокристалічними або полікристалічними. 

Монокристалічні сонячні елементи виготовляються з одного кристалу кремнію і мають вищу ефективність, але їх виробництво дорожче. 

Полікристалічні сонячні елементи складаються з декількох кристалів кремнію, тому вони менш ефективні, але дешевші у виробництві.

Інші матеріали, як-от кадмій-телурид (CdTe) або мідь-індій-галій-диселенід (CIGS), використовуються для виготовлення тонкоплівкових сонячних елементів. Ці матеріали дозволяють створювати гнучкі і легкі сонячні панелі. 

Останнім часом активно досліджуються перовскітні сонячні елементи, які мають потенціал для значного зниження вартості виробництва і підвищення ефективності.

Використання сонячних панелей у побуті

Сонячні панелі стають популярними завдяки екологічності та економії. Вони знижують витрати на електроенергію і дозволяють продавати надлишки.

Панелі живлять освітлення, нагрівання води, системи опалення та охолодження. Інвертори перетворюють постійний струм на змінний.

У віддалених районах панелі забезпечують автономне джерело енергії, зменшуючи викиди парникових газів і сприяючи стійким джерелам енергії.