1. Skip to Menu
  2. Skip to Content
  3. Skip to Footer

Устройство солнечной батареи

В статье «Как работает солнечная батарея» мы подробно рассмотрели принцип работы фотоэлементов, которые являются основой солнечных батарей. Собранные вместе и соединенные между собой сетью электрических проводников они представляют собой устройство солнечной батареи. Каждый ее элемент состоит из двух пластин кремния p-типа и n-типа, соединенных между собой и имеющих контакты для подключения других панелей.

Как правило, по технологическим соображениям производства каждый фотоэлемент состоит из тонких пластин кристаллического кремния размером 150 на 150 мм толщиной от 180 до 360 мкм (от 0,18 до 0,36 мм). Одна такая панель способна выдавать напряжение около 0,7 вольт и максимальную мощность при таком напряжении порядка 0,4 Вт. Эти панели соединяют вместе в один модуль, защищенный от атмосферного воздействия. Стандартная 24-вольтная солнечная батарея состоит из 72 элементов, соединенных последовательно, выдавая максимальную мощность около 0,4 x 72 = 28,8 Вт.

Устройство солнечной батареиУстройство солнечной батареи показано на рисунке 1. Пластины фотоэлементов жестко закрепляются на основании, а электрические проводники располагаются с обеих сторон на их поверхностях, образуя последовательное соединение панелей, т.е. проводник соединяет верхнюю поверхность предыдущей панели с нижней поверхностью последующей.

Иногда непосредственно над фотоэлементами для увеличения количества поглощаемого света располагают дополнительное антибликовое покрытие, так как сам кремний хорошо отражает свет. Это позволяет всему падающему свету проникать в фотоэлемент, не отражаясь от его поверхности. Кремниевые элементы хрупкие, поэтому они встроены в многослойную конструкцию, защищающую их от механических повреждений. Солнечные панели располагаются между слоями полимера, защищающего их от воздействия влаги, которая вредит электрическим соединениям. Наконец, сверху устанавливают жесткое прозрачное стекло. Вся конструкция герметично помещается в алюминиевую раму для защиты от неблагоприятных атмосферных воздействий.

Соединение фотоэлементовНа рисунке 2 можно четко видеть тонкие полоски проводников, напечатанные на верхней поверхности фотоэлементов. Также видны широкие полоски серебристого цвета, которые пересекают напечатанные тонкие полоски и соединяют нижнюю поверхность одного элемента с верхней поверхностью другого.

 

Тонкопленочные фотоэлементы

Использование аморфного кремния, который может распыляться по поверхности, в сочетании с новыми разрабатываемыми материалами дает потенциальную возможность в перспективе значительно сократить затраты на материалы и в целом на производство солнечных панелей. Такая технология также предоставляет широкий выбор материалов, которые могут использоваться в строительстве, включая гибкие и легкие материалы.

Широкий выбор строительных материалов, на которых могут быть напечатаны тонкопленочные фотоэлементы, открывает новые области, в которых они могут использоваться, например, на оконном стекле, кровельных покрытиях и даже на брезентовых палатках.

Тонкопленочные солнечные панели, как правило, менее эффективны, чем элементы на основе монокристаллического кремния, но некоторые компании уже ведут разработки технологии производства многослойных тонкопленочных солнечных батарей с увеличенным КПД.