Načelo proizvodnje energije s sončnimi paneli

Sonce sije na polprevodniški PN-stik in tvori nov par luknja-elektron. Pod delovanjem električnega polja PN-stika luknja teče iz območja P v območje N, elektron pa teče iz območja N v območje P. Ko je vezje povezano, nastane tok. Tako delujejo sončne celice s fotoelektričnim efektom.

Proizvodnja sončne energije Obstajata dve vrsti proizvodnje sončne energije, ena je način pretvorbe svetlobe v toploto in elektriko, druga pa je način neposredne pretvorbe svetlobe v elektriko.

(1) Metoda pretvorbe svetlobe v toploto in elektriko uporablja toplotno energijo, ki jo ustvarja sončno sevanje, za proizvodnjo električne energije. Na splošno sončni kolektor pretvori absorbirano toplotno energijo v paro delovnega medija, nato pa se parna turbina poganja za proizvodnjo električne energije. Prvi postopek je postopek pretvorbe svetlobe v toploto; drugi postopek je postopek pretvorbe toplote v elektriko.

(2) Fotoelektrični učinek se uporablja za neposredno pretvorbo energije sončnega sevanja v električno energijo. Osnovna naprava za fotoelektrično pretvorbo je sončna celica. Sončna celica je naprava, ki neposredno pretvarja energijo sončne svetlobe v električno energijo zaradi fotogeneracijskega voltnega učinka. Je polprevodniška fotodioda. Ko sonce sije na fotodiodo, fotodioda pretvori energijo sončne svetlobe v električno energijo in ustvari tok. Ko je več celic vezanih zaporedno ali vzporedno, se lahko oblikuje kvadratna matrika sončnih celic z relativno veliko izhodno močjo.

Trenutno je kristalni silicij (vključno s polisilicijem in monokristalnim silicijem) najpomembnejši fotovoltaični material, njegov tržni delež je več kot 90 % in bo v prihodnosti še dolgo časa glavni material sončnih celic.

Proizvodno tehnologijo polisilicijevih materialov že dolgo nadzoruje 10 tovarn 7 podjetij v 3 državah, kot so Združene države Amerike, Japonska in Nemčija, kar tvori tehnološko blokado in tržni monopol.

Povpraševanje po polisiliciju prihaja predvsem iz polprevodnikov in sončnih celic. Glede na različne zahteve glede čistosti se deli na elektronski in sončni nivo. Med njimi polisilicij elektronske kakovosti predstavlja približno 55 %, polisilicij sončne kakovosti pa 45 %.

Z HITRIM RAZVOJEM FOTOVOLTAIČNE INDUSTRIJE povpraševanje po polisiliciju v sončnih celicah narašča hitreje kot razvoj polprevodniškega polisilicija in pričakuje se, da bo povpraševanje po sončnem polisiliciju do leta 2008 preseglo povpraševanje po polisiliciju elektronske kakovosti.

Leta 1994 je bila skupna proizvodnja sončnih celic na svetu le 69 MW, leta 2004 pa se je približala 1200 MW, kar je 17-kratno povečanje v samo 10 letih. Strokovnjaki napovedujejo, da bo industrija sončne fotovoltaike v prvi polovici 21. stoletja presegla jedrsko energijo kot enega najpomembnejših osnovnih virov energije.