Полупроводникавые фотоэлектрические преобразователи

Выполнила: Воронцова Е. 10Б класс

      Решить эту проблему поможет широкое и повсеместное использование альтернативных, или, как их еще называют, возобновляемых, источников энергии.

Наиболее привлекательно среди альтернативных источников выглядит энергия Солнца.

     Цель моей работы изучить работу фотоэлектрического генератора, т.е. солнечной батареи.

     В основе работы фотоэлектрического преобразователя лежит вентильный фотоэффект - явление возникновения электродвижущей силы или электрического тока под действием света в системах, состоящих из электронного и дырочного полупроводников, запирающего слоя и металлических электродов.

     К важнейшим характеристикам фотоэлемента следует отнести его  интегральную чувствительность и спектральную характеристику.

 Под интегральной чувствительностью понимают величину фототока, текущего в короткозамкнутой цепи фотоэлемента при падении на него единицы потока лучистой энергии, состоящей из волн различной длины.  Спектральная чувствительность характеризует величину фототока от действия единицы лучистого потока определенной длины волны.

      Целью практической части работы было: исследовать ЭДС фотоэлектрического генератора, измерить интегральную чувствительность и определить спектральную характеристику ФЭП.

      Результаты исследования подтвердили гипотезу, выдвинутую нами на основании изученной теории.

1. ЭДС и сила тока короткого замыкания  вентильного фотоэлемента пропорциональна интенсивности падающего излучения.
2. С увеличением площади солнечной батареи увеличивается ЭДС, вырабатываемая ею.
3. ЭДС зависит от угла падения лучей на батарею. Чем больше угол падения, тем меньше фото ЭДС. Максимальная ЭДС наблюдается при нормальном падении лучей на батарею.
4. Эффективность солнечной батареи зависит от длины волны, падающего излучения. Максимальная чувствительность кремниевого ФЭП наблюдается в фиолетовой части спектра, минимальная – в зеленой.   

      Преимуществами солнечных батарей являются: отсутствие потребности в топливе, отсутствие шума и эмиссии вредных веществ, отсутствие механического износа,  отсутствие промежуточных фаз преобразования энергии. Недостатками солнечных батарей является перманентная зависимость мощности от местных условий, времени суток и года, относительная дороговизна, маленький коэффициент полезного действия и чувствительность к механическим повреждениям. Но учёные уже нашли выход из этой ситуации. В работе рассмотрены факторы, влияющие на эффективность вентильных фотоэлементов и способы ее повышения.

       Сегодня затруднительно даже обозначить все сферы использования мобильных фотоэлектрических систем.

      Солнечная энергетика еще в самом начале пути. Ее вклад в общее мировое энергопотребление не превышает 0,1%, а среди возобновляемых источников ей принадлежит около 1%. Но технический прогресс, достигнутый в этой области за последнее десятилетие, так велик, что специалисты дают весьма оптимистические прогнозы: уже к середине XXI века солнечная энергетика наряду с другими возобновляемыми источниками  может занять ведущее положение в мире.