Фотовольтаїка матеріали, технології, перспективи

Описано типи сонячних фотоелементів для побудови сонячних батарей.
Конструкції, матеріали, характеристики, способи виготовлення.

Завантажити статтю - Фотовольтаїка: матеріали, технології, перспективи. "М.Мейтін - (2.6 Мб.)

Файл представлений в форматі Adobe Acrobat (pdf)
Завантажити зручну програму для читання PDF файлів - Foxit Reader
Або завантажити Adobe Acrobat Reader

Файл знаходиться в RAR-архіві
Сторінка завантаження архіватора WinRAR

Фотовольтаїка: матеріали, технології, перспективи Нехай завжди буде Сонце!
М.Мейтін

Альтернативні та відновлювальні джерела енергії, такі як енергія вітру і сонячного світла, гідро- і геотермальна енергія, в усьому світі привертають все більше уваги. Зростаючий інтерес до них викликаний екологічними міркуваннями, з одного боку, і обмеженістю традиційних земних ресурсів - з іншого. Особливе місце серед альтернативних і поновлюваних джерел енергії займають фотоелектричні перетворювачі сонячної енергії, вивчення яких перетворилося в окремий науковий напрям - фотовольтаїку.
Однак висока вартість сонячних елементів до недавнього часу закривала їм шлях в області, де без них можна обійтися. Але часи змінюються, і економічно передові держави в своїх національних програмах вже стимулюють масове застосування сонячних батарей. що це - данина моді, транснаціональне лобіювання чиїхось інтересів або стійка тенденція, час якої настав?

Джерело, який не вичерпається

Джерелом енергії сонячного випромінювання служить термоядерна реакція - кожну секунду на Сонці

6Ч1011 кг водню перетворюється в гелій. Дефект маси при цьому становить 4000 кг, що відповідно до співвідношення Ейнштейна E = mc2 призводить до виділення 4Ч1020 Дж енергії. Основна частина цієї енергії випускається у вигляді електромагнітного випромінювання в діапазоні 0,2-3 мкм. Оскільки повна маса Сонця

2Ч1030 кг, воно повинно перебувати в досить стабільному стані понад 10 млрд. Років з постійним виділенням енергії.
Інтенсивність сонячного випромінювання у вільному просторі на відстані, рівному середній відстані між Землею і Сонцем, називається сонячної постійної. Її величина - 1353 Вт / м2. При проходженні через атмосферу сонячне світло послаблюється в основному через поглинання інфрачервоного випромінювання парами води, ультрафіолетового випромінювання - озоном і розсіювання випромінювання частинками атмосферного пилу та аерозолями. Показник атмосферного впливу на інтенсивність сонячного випромінювання, що доходить до земної поверхні, називається "повітряної масою" (АМ). АМ визначається як секанс кута між Сонцем і зенітом.
На рис.1 показано спектральний розподіл інтенсивності сонячного випромінювання в різних умовах. Верхня крива (АМ0) відповідає сонячному спектру за межами земної атмосфери (наприклад, на борту космічного корабля), тобто при нульовій повітряній масі. Вона апроксимується розподілом інтенсивності випромінювання абсолютно чорного тіла при температурі 5800 К. Криві АМ1 і АМ2 ілюструють спектральний розподіл сонячного випромінювання на поверхні Землі, коли Сонце в зеніті і при куті між Сонцем і зенітом 60 °, відповідно. При цьому повна потужність випромінювання - відповідно близько 925 і 691 Вт / м2. Середня інтенсивність випромінювання на Землі приблизно збігається з інтенсивністю випромінювання при АМ = 1,5 (Сонце - під кутом 45 ° до горизонту) [1].

Рис.1. Розподіл інтенсивності по спектру сонячного випромінювання

Таблиця 2. Тенденції розвитку технологій сонячних батарей