Prinsip penjanaan kuasa panel solar

Matahari menyinari simpang PN semikonduktor, membentuk pasangan lubang-elektron baharu. Di bawah tindakan medan elektrik simpang PN, lubang mengalir dari kawasan P ke kawasan N, dan elektron mengalir dari kawasan N ke kawasan P. Apabila litar disambungkan, arus terbentuk. Begitulah cara sel suria kesan fotoelektrik berfungsi.

Penjanaan kuasa solar Terdapat dua jenis penjanaan kuasa solar, satu ialah mod penukaran cahaya-haba-elektrik, yang satu lagi ialah mod penukaran cahaya-elektrik langsung.

(1) Kaedah penukaran haba-cahaya-elektrik menggunakan tenaga haba yang dijana oleh sinaran suria untuk menjana elektrik. Secara amnya, tenaga haba yang diserap ditukarkan kepada stim medium kerja oleh pengumpul suria, dan kemudian turbin stim dipacu untuk menjana elektrik. Proses pertama ialah proses penukaran haba-cahaya; proses kedua ialah proses penukaran haba-elektrik.

(2) Kesan fotoelektrik digunakan untuk menukar tenaga sinaran suria secara langsung kepada tenaga elektrik. Peranti asas penukaran fotoelektrik ialah sel suria. Sel suria ialah peranti yang menukar tenaga cahaya suria secara langsung kepada tenaga elektrik disebabkan oleh kesan voltan fotopenjanaan. Ia merupakan fotodiod semikonduktor. Apabila matahari menyinari fotodiod, fotodiod akan menukar tenaga cahaya suria kepada tenaga elektrik dan menjana arus. Apabila banyak sel disambungkan secara siri atau selari, susunan sel suria segi empat sama dengan kuasa output yang agak besar boleh dibentuk.

Pada masa ini, silikon kristal (termasuk polisilikon dan silikon monokristalin) merupakan bahan fotovoltaik yang paling penting, bahagian pasarannya lebih daripada 90%, dan pada masa hadapan untuk jangka masa yang panjang masih akan menjadi bahan arus perdana sel solar.

Untuk masa yang lama, teknologi pengeluaran bahan polisilikon telah dikawal oleh 10 kilang daripada 7 syarikat di 3 negara, seperti Amerika Syarikat, Jepun dan Jerman, membentuk sekatan teknologi dan monopoli pasaran.

Permintaan polisilikon terutamanya datang daripada semikonduktor dan sel suria. Mengikut keperluan ketulenan yang berbeza, ia dibahagikan kepada aras elektronik dan aras suria. Antaranya, polisilikon gred elektronik menyumbang kira-kira 55%, dan polisilikon aras suria menyumbang 45%.

Dengan PERKEMBANGAN industri fotovoltaik yang pesat, permintaan untuk polisilikon dalam sel suria berkembang lebih pantas daripada pembangunan polisilikon semikonduktor, dan dijangkakan permintaan untuk polisilikon suria akan melebihi polisilikon gred elektronik menjelang tahun 2008.

Pada tahun 1994, jumlah pengeluaran sel solar di dunia hanya 69MW, tetapi pada tahun 2004 ia hampir mencecah 1200MW, peningkatan 17 kali ganda dalam masa 10 tahun sahaja. Pakar meramalkan bahawa industri fotovoltaik solar akan mengatasi kuasa nuklear sebagai salah satu sumber tenaga asas yang paling penting pada separuh pertama abad ke-21.