Слънчевите клетки, наричани още фотоволтаични клетки, превръщат слънчевата светлина директно в електричество.
Photovoltaics (често съкратен като PV) получава името си от процеса на конвертиране светлина (фотони) към електричество (напрежение), което се нарича фотоволтаичен ефект. Това явление е използвано за първи път през 1954 г. от учени от Bell Laboratories, които създаде работеща слънчева клетка, направена от силиций, която генерира електрически ток Когато е изложен на слънчева светлина. Слънчевите клетки скоро се използват за захранване на космически сателити и по-малки предмети като калкулатори и часовници. Днес електричеството от слънчеви клетки е конкурентоспособна на разходите в много региони и се внедряват фотоволтаични системи. в големи мащаби, за да се подпомогне захранването на електрическата мрежа.
Силиконови слънчеви клетки
По-голямата част от днешните слънчеви клетки са направени от силиций и предлагат както разумни цени, така и добра ефективност (скоростта, с която слънчевата енергия е слънчевата енергия. клетката превръща слънчевата светлина в електричество). Тези клетки обикновено се сглобяват в по-големи модули, които могат да бъдат монтирани на покривите на жилищни или търговски сгради или разположени наземни стелажи, за да създадат огромни, полезни по мащаб системи.
Слънчеви клетки от тънък и филм
Друга често използвана фотоволтаична технология е известна като слънчеви клетки с тънък филм, тъй като те са направени от много тънки слоеве от полупроводников материал, като например кадмий. телурид или медни индиев галиев дисенид. Дебелината на тези клетъчни слоеве Това са само няколко микрометра – т.е. няколко милионни от метъра.
Тънкофилмовите соларни клетки могат да бъдат гъвкави и леки, което ги прави идеални за преносими приложения – като например в раницата на войника – или за използване в други продукти като прозорци Това генерира електричество от слънцето. Някои видове тънки филмови слънчеви клетки също се възползват от производствени техники, които изискват по-малко енергия и са по-лесни за мащабиране от производствените техники, изисквани от силициевите соларни клетки.
III-V слънчеви клетки
Третият тип фотоволтаична технология е кръстена на елементите, които ги съставят. III-V слънчевите клетки са изградени главно от елементи в група III – например, галий и индий – и група. V – например арсен и антимон – на периодичната таблица. Тези слънчеви клетки като цяло много по-скъпи за производство от други технологии. Но те преобразуват слънчевата светлина в електричество при много по-висока ефективност. Поради това тези слънчеви клетки са често се използва на сателити, безпилотни летателни апарати и други приложения, които изискват високо съотношение на мощност-тегло.
Слънчеви клетки от следващо поколение
Изследователи на слънчеви клетки в NREL и на други места също преследват много нови фотоволтаични. технологии – като слънчеви клетки, направени от органични материали, квантови точки и хибридни органични неорганични материали (известни също като перовскити). Тези технологии от следващо поколение могат да предложат по-ниски разходи, по-голяма лекота на производство или други ползи. По-нататъшни изследвания ще видят дали тези Обещанията могат да се реализират.
Надеждност и интеграция на мрежата
Фотоволтаичните изследвания са нещо повече от това просто да се направи високоефективна, евтина слънчева клетка. Собствениците на жилища и бизнеса трябва да са уверени, че слънчевите панели, които инсталират, ще не се влошава в производителността и ще продължи надеждно да генерира електричество в продължение на много години. Комуналните органи и правителствените регулатори искат да знаят как да добавят слънчеви фотоволтаични системи към електрическата мрежа, без да дестабилизират внимателния акт за балансиране между търсенето на електроенергия и предлагането на електроенергия.
Учени, икономически анализатори, електроинженери и много други в NREL работят за справяне с тези опасения и гарантират, че слънчевите фотоволтаици са чисти. надежден източник на енергия.