Подключение фотореле для включения освещения

КПД фотоэлементов:

КПД производимых в промышленных масштабах полупроводниковых фотоэлементов в среднем составляет 16-19 %, у лучших образцов – до 25 %. В лабораторных условиях уже достигнуты фотоэлементы с КПД порядка 44-45 %.

Ниже в таблице приводится КПД некоторых фотоэлектрических элементов, произведенных на основе различных материалов.

Таблица 1.

Максимальные значения эффективности фотоэлементов и модулей, достигнутые в лабораторных условиях

Такие огромные потери полупроводниковых фотоэлементов (невысокий КПД преобразования солнечного света в электрическую энергию) вызваны отражением солнечного излучения от поверхности фотоэлектрического преобразователя; прохождением части солнечного излучения через фотоэлемент без поглощения в нём; рассеянием избыточной энергии фотонов на тепловые колебания кристаллической решётки; рекомбинацией образовавшихся пар носителей зарядов; внутренним сопротивлением самого фотоэлемента и другими физическими процессами.

Наиболее вероятными материалами для фотоэлементов, используемых в солнечных электростанциях и солнечных батареях, считаются кремний, селенид меди-индия-галлия (Cu(In,Ga)Se₂) и арсенид галлия (GaAs).

Повышение КПД фотоэлементов возможно за счет:

– использования полупроводников с оптимальной для солнечного излучения шириной запрещённой зоны (например, полупроводников из иных материалов нежели кремний: материалов на основе комплексных галогенидов сурьмы и висмута и пр.);

– направленного улучшения свойств полупроводниковой структуры путём её оптимального легирования и создания встроенных электрических полей;

– перехода от гомогенных к гетерогенным и варизонным полупроводниковым структурам;

– оптимизации конструктивных параметров фотоэлектрического преобразователя (глубины залегания p-n перехода, толщины базового слоя, частоты контактной сетки и др.);

– применения многофункциональных оптических покрытий, обеспечивающих просветление, терморегулирование и защиту фотоэлемента от космической радиации;

– разработки фотоэлементов, прозрачных в длинноволновой области солнечного спектра за краем основной полосы поглощения;

– создания каскадных фотоэлементов из специально подобранных по ширине запрещённой зоны полупроводников, позволяющих преобразовывать в каждом каскаде излучение, прошедшее через предыдущий каскад, и пр.;

– создания фотоэлектрических преобразователей с двухсторонней чувствительностью (добавляют  дополнительные 80 % к уже имеющемуся КПД одной стороны);

– применения люминесцентно-переизлучающих структур;

– использования линз Френеля,

– предварительного разложения солнечного спектра на две или более спектральные области с помощью многослойных плёночных светоделителей (дихроичных зеркал) с последующим преобразованием каждого участка спектра отдельным фотоэлементами;

– использования различных нанослоев и нанопокрытий фотоэлементов и т.д.

Применение фотоэлементов:

Фотоэлементы используются:

– в солнечных батареях и электростанциях,

– в защитных устройствах,

– в системах управления производственными процессами,

– в химических анализаторах,

– в системах контроля за сгоранием топлива, за температурой,

– для контроля качества продукции массового производства,

– для светотехнических измерений,

– в указателях уровня,

– в счётных устройствах,

– для синхронизации,

– для автоматического открывания дверей,

– в реле времени,

– в записывающих устройствах,

– и прочих устройствах и оборудовании.

Примечание: Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com

карта сайта

Коэффициент востребованности
455