Principiu de functionare Celule solare fotovoltaice

Celule solare fotovoltaice - definitii si descriere

O celula solara consta din doua sau mai multe straturi de material semiconductor, cel mai intalnit fiind siliciul. Aceste straturi au o grosime cuprinsa intre 0,001 si 0,2 mm si sunt dopate cu anumite elemente chimice pentru a forma jonctiuni P si N. Aceasta structura e similara cu a unei diode. Cand stratul de siliciu este expus la lumina se va produce o „agitatie” a electronilor din material si va fi generat un curent electric.
Celulele, numite si celule fotovoltaice, au de obicei o suprafata foarte mica si curentul generat de o singura celula este mic dar combinatii serie, paralel ale acestor celule pot produce curenti suficient de mari pentru a putea fi utilizati în practica. Pentru aceasta, celulele sunt incapsulate in panouri care le ofera rezistenta mecanica si la intemperii.

Principiu de functionare al panourilor fotovoltaici

Celulele solare pe baza de materiale semiconductoare in principiu sunt construite ca niste fotodiode cu suprafata mare care însa nu se utilizeaza ca detectoare de radiatii ci ca sursa de curent.
Interesant la acest tip de semiconductoare este ca prin absorbtie de energie (caldura sau lumina) elibereaza purtatori de sarcina (electroni si goluri). Este nevoie de un camp electrostatic intern pentru ca din acesti purtatori sa se creeze un curent electric dirijandu-i in directii diferite.
Acest camp electric intern apare in dreptul unei jonctiuni p-n. Pentru ca intensitatea fluxului luminos scade exponential cu adancimea, aceasta jonctiune este necesar sa fie cât mai aproape de suprafata materialului si sa se patrunda cat mai adanc.

Aceasta jonctiune se creeaza prin impurificarea controlata. Pentru a realiza profilul dorit, in mod normal se impurifica „n” un strat subtire de suprafata si „p” stratul gros de dedesubt in urma caruia apare jonctiunea. Sub actiunea fotonilor apar cupluri electron-gol în jonctiune, din care electronii vor fi accelerati spre interior, iar golurile spre suprafata. O parte din aceste cupluri electron-gol se vor recombina in jonctiune rezultand o disipare de caldura, restul curentului putând fi utilizat de un consumator, incarcat intr-un acumulator sau prin intermediul unui invertor livrat in reteaua publica.

Sursa de stiri: www.solariss.ro