Quyosh xujayrasi va fotosel o'rtasidagi farq nima

Quyosh xujayralari va fotosellar yorug'likdan foydalanadi, ammo har xil ishlar uchun. Quyosh xujayralari (yoki fotovoltaik hujayralar) quyosh nurini to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantiring, uylardan tortib kichik gadjetlargacha. Fotosellar, boshqa tomondan, yorug'lik detektorlari; ular avtomatik ko'cha chiroqlari yoki kamera sozlamalari kabi qurilmalarni boshqarishda yorug'lik o'zgarishlarini sezadi, lekin sezilarli quvvat ishlab chiqarmaydi.

quyosh xujayralari energiya generatorlari va fotosellar yorug'lik detektorlari. Ikkalasi ham yorug‘likdan foydalanadi, ularning har biri o‘ziga xos tarzda samaraliroq va atrof-muhitga e’tiborli yechimlarni taklif qiladi.

Asosiy xulosalar

• Funktsiya:Quyosh xujayralari elektr energiyasi ishlab chiqaradi; fotosellar yorug'likni aniqlaydi.
• Chiqish:Quyosh xujayralari foydalanishga yaroqli quvvat ishlab chiqaradi; fotosellar yorug'likning o'zgarishini signal qiladi.
• Ilova yo'nalishi:energiya ta'minoti uchun quyosh batareyalari; sezish / almashtirish uchun fotosellar.
• Materiallar:Quyosh xujayralari ko'pincha kremniydan foydalanadi; fotoelementlar turli yorug'likka sezgir materiallardan foydalanadi.
• Ishlash:Quyosh xujayrasi samaradorligi quvvatni konvertatsiya qilishdir; fotoselning ishlashi sezgirlik / javobdir.
• Spektr:Quyosh xujayralari keng yorug'lik spektridan foydalanadi; fotosellar ma'lum to'lqin uzunliklarini nishonga olishlari mumkin.
• Evolyutsiya:Ikkala texnologiya ham yaxshi samaradorlik, narx va ilovalar uchun rivojlanmoqda.

Quyosh xujayralari va fotovoltaik hujayralarga kirish

Quyosh xujayralari va fotovoltaik xujayralar qayta tiklanadigan energiya va yorug'likni aniqlash, quyosh nurini elektr yoki elektr signallariga aylantiruvchi asosiy texnologiyalardir.

Quyosh xujayralarini aniqlash

A quyosh batareyasi keng ma'noda yorug'lik energiyasini to'g'ridan-to'g'ri elektr energiyasiga aylantiruvchi elektr qurilmasiga ishora qiladi. Ushbu yarimo'tkazgichli qurilmalar, odatda turli xil elektr xususiyatlariga ega bo'lgan kremniy qatlamlari ichki elektr maydonini yaratadi. Quyosh nuri (fotonlar) hujayraga tushganda, foton energiyasi elektronlarni bo'shatadi va ichki maydon bu elektronlarni harakatga keltirib, oqim hosil qiladi.

Shakllarga quyidagilar kiradi:

• Monokristalli kremniy hujayralari: Yagona kremniy kristalli, eng yuqori samaradorlik (15-22% tijorat), bir xil ko'rinish.
• Polikristalli kremniy xujayralari: Bir nechta kremniy parchalari, unumdorligi biroz pastroq (13-16%), arzonroq narx.
• Yupqa plyonkali quyosh xujayralari: Amorf kremniy (a-Si), kadmiy tellurid (CdTe) yoki mis indiy galliy selenid (CIGS) kabi materiallarning yupqa qatlamlari; moslashuvchan, kamroq material, ko'pincha past samaradorlik.

Fotovoltaik hujayralarni aniqlash

Atama fotovoltaik (PV) hujayra energiya ishlab chiqarish uchun mohiyatan "quyosh xujayrasi" bilan sinonimdir. "Fotovoltaik" (yunoncha "phos" - yorug'lik va "voltaik - elektr" dan) to'g'ridan-to'g'ri yorug'likni elektrga aylantirish jarayonini tavsiflaydi.

PV xujayralari 1839 yilda Edmond Bekkerel tomonidan kuzatilgan fotovoltaik effekt orqali ishlaydi. Odatiy hujayra p-tipli (musbat zaryad tashuvchilar) va n-tipli (manfiy zaryad tashuvchilar) yarimo'tkazgich qatlamlariga ega bo'lib, pn birikmasini hosil qiladi va bu elektr maydonini yaratadi. Quyosh nurlari elektronlarni qo'zg'atadi va elektron teshik juftlarini hosil qiladi. Maydon bu juftlarni ajratib, tashqi kontaktlarning zanglashiga olib keladigan oqim hosil qilish uchun elektronlarni harakatga keltiradi. Zamonaviy PV xujayralari samaradorlikni oshirish uchun ko'p ulanishli dizaynlardan va sirt teksturasidan foydalanadi.

Quyosh va fotovoltaik texnologiyalarning tarixiy rivojlanishi

Edmond Becquerel birinchi bo'lib hujjatlashtirdi fotovoltaik effekt 1839-yilda. 1883-yilda Charlz Fritts selendan foydalanib, <1% samaradorligiga erishgan holda birinchi qattiq holatda quyosh batareyasini qurdi.

Muhim yutuq keldi 1954 yil Bell laboratoriyalarida, bu erda Daril Chapin, Kalvin Fuller va Jerald Pearson birinchi amaliy kremniy quyosh batareyasini ishlab chiqdilar (taxminan 6% samaradorligi). Bu, ayniqsa, sun'iy yo'ldoshlarni quvvatlantirish uchun qiziqish uyg'otdi.

1970-1990 yillar davomida tadqiqot samaradorligini oshirish va xarajatlarni kamaytirishga qaratilgan:

• 1980-yillar: Kirish ko'p birikmali hujayralar.
• 1990-yillar: Yutuqlar yupqa plyonka texnologiyalariva erta binoga o'rnatilgan fotovoltaiklar (BIPV).

2000-yillarning boshlariga kelib, tijorat panellarining samaradorligi 15-20% ga etdi. Ixtisoslashgan hujayralar uchun oxirgi laboratoriya samaradorligi 40% dan oshadi. Hozirgi innovatsiyalar o'z ichiga oladi perovskit quyosh xujayralari, yuqori samaradorlik va past ishlab chiqarish xarajatlarini va'da qiladi.

Dizayn va kompozitsiya

Fotovoltaik xujayralar (quvvat uchun) va fotosellar (aniqlash uchun) o'zlarining funktsiyalarini aks ettiruvchi alohida dizayn va moddiy kompozitsiyalarga ega. PV xujayralari energiya ishlab chiqarish uchun optimallashtirilgan; sezgir yorug'likni aniqlash uchun fotosellar.

Fotovoltaik hujayralarning moddiy tarkibi

PV xujayralari asosan ishlatiladi yarimo'tkazgichlar, bilan kremniy (Si) eng keng tarqalgan.

• Monokristalli kremniy: Yuqori samaradorlik, qimmatroq.
• Polikristalli kremniy: Arzonroq, unumdorligi biroz pastroq.
• Yupqa qatlamli hujayralar: kabi materiallar CdTe, CIGS, yoki a-Si; kamroq material, moslashuvchan.

Ushbu materiallar optimal tarzda tanlanadi fotovoltaik xususiyatlar, keng quyosh spektrini yutish va samarali zaryad tashuvchilarni yaratish. Murakkab ko'p ulanishli (tandem) hujayralar turli to'lqin uzunliklarini olish uchun turli yarimo'tkazgichlarni to'plang, samaradorlikni oshiring. Perovskitlar istiqbolli tadqiqot yo‘nalishi hisoblanadi.

Strukturaviy farqlar va o'xshashliklar

Fotosellar odatda energiya ishlab chiqaruvchi quyosh batareyalariga qaraganda oddiyroq dizaynga ega.

• Oddiy fotosel (masalan, fotorezistor)qarshilik o'zgarishi yoki kichik signal ishlab chiqarish uchun optimallashtirilgan o'tkazuvchan kontaktlarga ega bo'lgan izolyatsion substratda nurga sezgir materialga (selen, CdS, PbS) ega.

Energiya uchun quyosh xujayralari murakkab qatlamli tuzilishni talab qiladi:

1. Himoya kapsulasi(masalan, shisha old, bardoshli orqa varaq).
2. Ko'zni aks ettiruvchi qoplamayorug'likni maksimal darajada yutish uchun.
3. Metall kontaktlar(old panjara, orqa qatlam) oqimni yig'ish uchun.
4. pn birikmasi(yadro p-tipi va n-tipli qatlamlar) bu erda fotovoltaik effekt paydo bo'ladi.

Ikkalasi ham yarim o'tkazgichlardan foydalanganda, quyosh xujayralari faol maydonni maksimal darajada oshirishga ustuvor ahamiyat beradi energiya konvertatsiyasi samaradorligi. Fotosellar ustunlik qiladi aniqlash sezgirligi, javob vaqti, va tez-tez spektral selektivlik.

Ishlash tamoyillari

Quyosh xujayralari va fotosellar yorug'lik bilan o'zaro ta'sir qiladi, lekin yorug'likni o'zgartirish usullari va natijalarini belgilaydigan aniq printsiplar asosida ishlaydi.

Fotovoltaik hujayralar yorug'likni elektrga qanday aylantiradi

PV hujayralari orqali ishlaydi fotovoltaik effekt. Yarimo'tkazgichlardan (odatda kremniy) qurilgan bo'lib, ichki elektr maydoni bilan pn birikmasini hosil qiladi, jarayon:

1. Nurni yutish: Etarli energiyaga ega fotonlar so'riladi.
2. Elektron-teshik juftligini yaratish: Yutilgan energiya elektron-teshik juftlarini hosil qiladi.
3. Zaryadni ajratish: pn birikmasining elektr maydoni bu juftlarni ajratib turadi.
4. Hozirgi avlod: Elektronlar tashqi kontaktlarning zanglashiga olib o‘tib, doimiy to‘g‘ridan-to‘g‘ri oqim hosil qiladi.

Asosiy komponentlar: yorug'likni yutuvchi yarimo'tkazgich qatlamlari, aks ettirishga qarshi qoplama, metall kontaktlar, substrat va kapsülleme.

Ish mexanizmlarining qiyosiy tahlili

Fotoelementlar (fotodetektorlar, LDR) ishlaydi fotoelektrik effekt yoki fotoo'tkazuvchan effekt, yorug'likni aniqlash va qarshilikni o'zgartirish yoki muhim quvvat emas, balki kichik elektr signalini ishlab chiqarish orqali javob berish.

Fotosel mexanizmlarining turlari:

• Fotorezistorlar (LDR): Qarshilik kamayadibilan ortib boradi yorug'lik intensivligi.
• Fotodiodlar: Yarim o'tkazgich pn o'tish joylari; kichik kuchlanish hosil qilishi mumkin (fotovoltaik rejim) yoki odatda sezish uchun (foto o'tkazuvchan rejim), ularning teskari oqimi yorug'lik intensivligi bilan ortadi. Tez javob.
• Fototransistorlar: Yorug'lik bilan boshqariladigan tranzistorlar; fotonlar asosiy oqim hosil qiladi, kollektor oqimini kuchaytiradi. Fotodiodlarga qaraganda yuqori sezuvchanlik, odatda sekinroq.

Farqi:

• Quyosh xujayralari (PV xujayralari): Foydalanish mumkin bo'lgan elektr energiyasini faol ishlab chiqarish, energiya konvertatsiya tezligida o'lchanadigan samaradorlik (masalan, 15-22% tijorat).
• Fotosellar: Asosan datchiklar/kalitlar. Chiqish - qarshilik o'zgarishi yoki kichik signal. Ishlash sezgirlik, dinamik diapazon va javob vaqtlari bilan baholanadi.

Ilovalar

Quyosh xujayralari va fotosellarning o'ziga xos funktsiyalari sanoat bo'ylab turli xil joylashtirishga olib keladi.

Sanoat va kommunal miqyosdagi ilovalar

Quyosh xujayralari (fotovoltaik panellar):

• Kommunal miqyosdagi quyosh fermalari: Tarmoqli elektr energiyasini ishlab chiqarish.
• Savdo va sanoat tomlari: Elektr xarajatlarini kamaytirish va barqarorlik maqsadlariga erishish.
• Masofaviy sanoat operatsiyalari: tog'-kon sanoati, telekommunikatsiya va boshqalar uchun tarmoqdan tashqari quvvat bilan ta'minlash.

Fotosellar:

• Avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlari: Jarayonni boshqarish uchun sezgir yorug'lik, xavfsizlik pardalari.
• Sifat nazorati va saralash: Mahsulotlarni aniqlash, hizalanishni tekshirish, elementlarni hisoblash.
• Xavfsizlik va kuzatuv tizimlari: Harakat detektorlarida, perimetr signallarida ishlatiladi.
• Ko'cha va hududni yoritishni boshqarish: Atrofdagi yorug'likka asoslangan yoritishni avtomatlashtirish.

Rivojlanayotgan va Niche ilovalari

Quyosh xujayralari:

• Kiyiladigan texnologiyalar va IoT qurilmalari: Batareyani quvvatlang yoki uzaytiring.
• Binoga integratsiyalangan fotovoltaiklar (BIPV): Quyosh batareyalari qurilish materiallari sifatida (derazalar, jabhalar).
• Transport: EVs, qayiqlar uchun yordamchi quvvat; quyosh avtomobillari/dronlar uchun asosiy.
• Qishloq xo'jaligi (Agrivoltaics): Ekinlar bilan birga joylashish; masofaviy sug'orish uchun quvvat.
• Kosmosni o'rganish: Rovers va missiyalar uchun quvvat.

Fotosellar:

• Ilmiy va tahliliy asboblar: Spektrofotometrlarda yorug'likni aniq o'lchash va boshqalar.
• Kengaytirilgan kamera tizimlari: Avtofokus, oq balans, tasvir barqarorligi.
• Tibbiy asboblar: Pulse oksimetrlari, glyukoza monitorlari, yorug'lik terapiyasini nazorat qilish.
• San'atni saqlash: Muzeylardagi yorug'lik darajasini kuzatib boring.
• Optik aloqa: Optik tolali qabul qiluvchilarni kiriting.

Xulosa

Quyosh xujayralari va fotosellar yorug'lik-interaktiv bo'lsa-da, aniq texnologik maqsadlarga xizmat qiladi. Quyosh xujayralari birinchi navbatda quyosh nuridan elektr energiyasi ishlab chiqaradi qayta tiklanadigan energiya uchun juda muhim bo'lgan fotovoltaik effekt orqali.

Fotosellar, aksincha, vazifasini bajaring yorug'lik sensorlari, yorug'likka javoban elektr xususiyatlarini o'zgartirish. Bu avtomatik yoritish va kamera tizimlari kabi aniqlash, o'lchash va boshqarish ilovalariga mos keladi.

Material tanlovlar bu funktsiyalarni aks ettiradi: quyosh xujayralari uchun kremniy (energiya konvertatsiyasi); CdS yoki fotosellar uchun maxsus kremniy kabi materiallar (sezuvchanlik/javob).

Samaradorlik haqida fikrlar farqlanadi: quyosh xujayralari uchun quvvatni konvertatsiya qilish foizi; fotosellar uchun sezgirlik va javob vaqti.

Har ikkala soha ham dinamik bo'lib, doimiy ravishda ilmiy-tadqiqot ishlari samaradorligini, narxini va ko'p qirraliligini oshiradi. Ularning asosiy farqlarini tushunish quyosh energiyasidan foydalanish yoki yorug'likka sezgir tizimlarni amalga oshirish uchun to'g'ri texnologiyani tanlashning kalitidir.

Quyosh energiyasidan maksimal foyda olish uchun samarali saqlash muhim ahamiyatga ega. Deye ESS mukammal yechimlarni taklif etadi: Past kuchlanishli (LV) quyosh batareyalari seriyasi uylar va kichik biznes uchun kengaytiriladigan LFP batareya saqlash imkonini beradi, shu bilan birga Yuqori kuchlanish (HV) seriyali yirik tijorat va kommunal ehtiyojlarni qondiradi. Mahsulot takliflarimizni o'rganing va Biz bilan bog'lanish qo'shimcha ma'lumot uchun!