太陽光発電の原理とは？

太陽電池の種類が増えるにつれ、その応用範囲はますます広がり、市場規模は徐々に拡大しています。 初期には、太陽光発電主に軍事および航空宇宙分野で使用されました。 現在、太陽エネルギーは、産業、商業、農業、通信、家電、および公益事業部門に参入しています。 太陽光発電のアプリケーションは、いくつかの分野に分けられます。家庭用の小規模な太陽光発電所、大規模なグリッド接続発電所、建物に統合された太陽光発電ガラスのカーテンウォール、ソーラー街路灯、風力と太陽光を補完する街路灯、風力と太陽光を補完する電源システムです。 、例：ソーラーガーデンライト。 太陽光発電ユーザーシステム; 特に遠隔地、山岳地帯、砂漠、島嶼部、農村部で使用してコストのかかる送電線を節約できる、村の電力供給のための独立したシステム。 太陽光発電のウォーターポンプ（飲料水または灌漑用）。 通信電源; 石油パイプラインの陰極防食; 光ファイバー通信ステーションの電源; 海水淡水化システム; 町の道路標識; 高速道路の標識など

2. 太陽光発電の 2 つの方法: 1 つは光熱電気変換方式、もう 1 つは光電気直接変換方式です。

A. 光熱電気変換方式: 太陽放射によって生成された熱エネルギーを使用して電気を生成し、通常は太陽熱収集器によって吸収された熱エネルギーをワークマスの蒸気に変換し、タービンを駆動して電気を生成します。 前者のプロセスは光から熱への変換プロセスです。 後者のプロセスは、通常の火力発電と同じ熱から電気への変換プロセスです。

B. 直接光 - 電気変換方式 (太陽光発電): 光電効果を利用し、太陽放射エネルギーを直接電気に変換します。 光 - 電気変換の基本デバイスは太陽電池です。

太陽電池は、光起電力効果により太陽エネルギーを電気エネルギーに直接変換する半導体フォトダイオードです。 太陽光がフォトダイオードに当たると、フォトダイオードは太陽光の光エネルギーを電気エネルギーに変換します (図を参照)。 これは実装が容易で低コストであり、広く使用されています。

光起電力効果が得られる材料：単結晶シリコン、多結晶シリコン、アモルファスシリコン、ガリウム砒素、セレン化銅インジウムなど。P型結晶シリコンにリンをドープしてN型シリコンとし、PN接合を形成。 結晶シリコンは基本的な電池材料であり、結晶シリコン材料で製造される太陽電池には、主に単結晶シリコン太陽電池、鋳造多結晶シリコン太陽電池、アモルファスシリコン太陽電池、および薄膜結晶シリコン電池が含まれます。 単結晶シリコンセルは、セルの変換効率が高く、安定性が高いという特徴がありますが、コストが高くなります。 アモルファスシリコン太陽電池は、生産効率が高く、低コストという特徴がありますが、変換効率が低く、効率の低下が比較的早いです。 鋳造多結晶シリコン太陽電池は、安定した変換効率と最高の性能対価格比を備えています。 薄膜結晶シリコン太陽電池は研究開発段階にあります。 シリコン系太陽電池、単結晶シリコン、多結晶シリコン セルが PV 市場を支配し続けており、単結晶シリコンと多結晶シリコンの割合は 80% を超えています。

太陽電池の製造工程は、精製工程、棒線引き工程、スライス工程、セル製造工程、パッケージング工程の5つの工程に大別できます。