V oblasti obnoviteľnej energie sa ako sľubná technológia ukázali tenkovrstvové fotovoltaické (PV) systémy, ktoré ponúkajú všestranný a škálovateľný prístup k výrobe solárnej elektriny. Na rozdiel od bežných solárnych panelov na báze kremíka využívajú tenkovrstvové fotovoltaické systémy tenkú vrstvu polovodičového materiálu naneseného na flexibilný substrát, vďaka čomu sú ľahké, flexibilné a prispôsobiteľné rôznym aplikáciám. Tento blogový príspevok sa ponorí do základov tenkovrstvových fotovoltických systémov, skúma ich komponenty, prevádzku a výhody, ktoré prinášajú do prostredia obnoviteľnej energie.
Komponenty tenkovrstvových fotovoltaických systémov
Fotoaktívna vrstva: Srdcom tenkovrstvového fotovoltického systému je fotoaktívna vrstva, typicky vyrobená z materiálov, ako je telurid kadmia (CdTe), selenid medi a india a gália (CIGS) alebo amorfný kremík (a-Si). Táto vrstva absorbuje slnečné svetlo a premieňa ho na elektrickú energiu.
Substrát: Fotoaktívna vrstva je nanesená na substrát, ktorý poskytuje štrukturálnu podporu a flexibilitu. Bežné podkladové materiály zahŕňajú sklo, plast alebo kovové fólie.
Zapuzdrenie: Na ochranu fotoaktívnej vrstvy pred environmentálnymi faktormi, ako je vlhkosť a kyslík, je zapuzdrená medzi dve ochranné vrstvy, zvyčajne vyrobené z polymérov alebo skla.
Elektródy: Elektrické kontakty alebo elektródy sa aplikujú na zber generovanej elektriny z fotoaktívnej vrstvy.
Confluence Box: Confluence Box slúži ako centrálny spojovací bod, spája jednotlivé solárne moduly a smeruje vyrobenú elektrickú energiu do striedača.
Striedač: Striedač premieňa jednosmerný prúd (DC) vyrobenú FV systémom na striedavý prúd (AC), ktorý je kompatibilný s elektrickou sieťou a väčšinou domácich spotrebičov.
Prevádzka tenkovrstvových fotovoltaických systémov
Absorpcia slnečného svetla: Keď slnečné svetlo dopadá na fotoaktívnu vrstvu, fotóny (balíky svetelnej energie) sú absorbované.
Excitácia elektrónov: Absorbované fotóny excitujú elektróny vo fotoaktívnom materiáli, čo spôsobuje, že preskočia zo stavu s nižšou energiou do stavu s vyššou energiou.
Separácia náboja: Táto excitácia vytvára nerovnováhu náboja, pričom nadbytočné elektróny sa hromadia na jednej strane a elektrónové diery (neprítomnosť elektrónov) na druhej strane.
Tok elektrického prúdu: Zabudované elektrické polia vo fotoaktívnom materiáli vedú oddelené elektróny a otvory smerom k elektródam a vytvárajú elektrický prúd.
Výhody tenkovrstvových fotovoltaických systémov
Ľahké a flexibilné: Tenkovrstvové fotovoltaické systémy sú výrazne ľahšie a flexibilnejšie ako bežné kremíkové panely, vďaka čomu sú vhodné pre rôzne aplikácie vrátane striech, fasád budov a prenosných riešení napájania.
Výkon pri slabom osvetlení: Tenkovrstvové fotovoltaické systémy majú tendenciu fungovať lepšie pri slabom osvetlení v porovnaní s kremíkovými panelmi, pričom generujú elektrinu aj počas zamračených dní.
Škálovateľnosť: Výrobný proces tenkovrstvových fotovoltaických systémov je škálovateľnejší a prispôsobiteľnejší na hromadnú výrobu, čo potenciálne znižuje náklady.
Rozmanitosť materiálov: Rozmanitosť polovodičových materiálov používaných v tenkovrstvových fotovoltaických systémoch ponúka potenciál pre ďalšie zlepšenie účinnosti a zníženie nákladov.
Záver
Tenkovrstvové fotovoltaické systémy spôsobili revolúciu v oblasti solárnej energie a ponúkajú sľubnú cestu k budúcnosti udržateľnej a obnoviteľnej energie. Ich ľahká, flexibilná a prispôsobivá povaha spolu s ich potenciálom pre nižšie náklady a lepším výkonom v podmienkach slabého osvetlenia z nich robí presvedčivú voľbu pre širokú škálu aplikácií. Ako výskum a vývoj pokračuje, tenkovrstvové fotovoltické systémy sú pripravené hrať čoraz významnejšiu úlohu pri plnení našich globálnych energetických potrieb trvalo udržateľným a environmentálne zodpovedným spôsobom.
Čas odoslania: 25. júna 2024