Нарны хавтангууд Цахилгаан үйлдвэрлэх зарчим

Нар хагас дамжуулагч PN уулзвар дээр тусаж, шинэ нүх-электрон хос үүсгэдэг. PN уулзварын цахилгаан орны үйлчлэлээр нүх нь P бүсээс N бүс рүү, электрон нь N бүсээс P бүс рүү урсдаг. Хэлхээг холбоход гүйдэл үүсдэг. Фотоэлектрик эффект бүхий нарны зайнууд ингэж ажилладаг.

Нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх Нарны эрчим хүч үйлдвэрлэх хоёр төрөл байдаг бөгөөд нэг нь гэрэл-дулаан-цахилгаан хувиргах горим, нөгөө нь гэрэл-цахилгааныг шууд хувиргах горим юм.

(1) Гэрэл-дулаан-цахилгаан хувиргах арга нь нарны цацрагийн үүсгэсэн дулааны энергийг ашиглан цахилгаан эрчим хүч үүсгэдэг. Ерөнхийдөө шингээсэн дулааны энергийг нарны коллектороор ажлын орчны уур болгон хувиргаж, дараа нь уурын турбиныг ажиллуулж цахилгаан эрчим хүч үйлдвэрлэдэг. Эхний процесс нь гэрэл-дулаан хувиргах процесс; сүүлийн процесс нь дулаан-цахилгаан хувиргах процесс юм.

(2) Фотоэлектрик эффектийг нарны цацрагийн энергийг шууд цахилгаан энерги болгон хувиргахад ашигладаг. Фотоэлектрик хувиргалтын үндсэн төхөөрөмж нь нарны зай юм. Нарны зай нь фотогенерация вольтын эффектийн улмаас нарны гэрлийн энергийг цахилгаан энерги болгон шууд хувиргадаг төхөөрөмж юм. Энэ нь хагас дамжуулагч фотодиод юм. Нар фотодиод дээр тусахад фотодиод нь нарны гэрлийн энергийг цахилгаан энерги болгон хувиргаж, гүйдэл үүсгэдэг. Олон зайг цуваа эсвэл зэрэгцээ холбоход харьцангуй өндөр гаралтын чадалтай дөрвөлжин нарны зай үүсч болно.

Одоогийн байдлаар талст цахиур (полисиликон болон монокристалл цахиурыг оруулаад) нь хамгийн чухал фотоэлектрик материал бөгөөд зах зээлийн эзлэх хувь 90%-иас дээш бөгөөд ирээдүйд удаан хугацааны турш нарны зай хураагуурын гол материал хэвээр байх болно.

Удаан хугацааны турш полисиликон материалын үйлдвэрлэлийн технологийг АНУ, Япон, Герман зэрэг 3 орны 7 компанийн 10 үйлдвэр хянаж, технологийн бүслэлт, зах зээлийн монополь байдлыг бий болгож ирсэн.

Полисиликоны эрэлт нь голчлон хагас дамжуулагч болон нарны зай хураагуураас гардаг. Цэвэршилтийн шаардлагын дагуу электрон түвшин болон нарны түвшин гэж хуваагддаг. Эдгээрээс электрон зэрэглэлийн полисиликон нь ойролцоогоор 55%, нарны түвшний полисиликон нь 45% -ийг эзэлдэг.

Фотовольтайкийн салбар хурдацтай хөгжиж байгаатай холбогдуулан нарны зайн полисиликоны эрэлт хагас дамжуулагч полисиликоны хөгжлөөс илүү хурдан өсч байгаа бөгөөд 2008 он гэхэд нарны полисиликоны эрэлт электрон зэрэглэлийн полисиликоны эрэлтээс давна гэж үзэж байна.

1994 онд дэлхий дээрх нарны зайн нийт үйлдвэрлэл ердөө 69МВт байсан бол 2004 онд 1200МВт-д ойртож, ердөө 10 жилийн хугацаанд 17 дахин өссөн үзүүлэлт юм. Нарны фотоэлектрикийн үйлдвэрлэл нь 21-р зууны эхний хагаст цөмийн эрчим хүчийг давж, хамгийн чухал үндсэн эрчим хүчний эх үүсвэрүүдийн нэг болно гэж мэргэжилтнүүд таамаглаж байна.