Kas olete kunagi näinud äärelinnas tükki musti korralikult paigutatud laudu? Need on päikesepaneelid. Päikeseenergia muundamine elektriks ränimaterjalide abil on arenev taastuvenergia tehnoloogia, mida tuntakse ka kui "fotogalvaanilisi elemente" või "päikesekiipe".
Uuel ajastul taastuvate ressursside ja muude uute ressursside jõulise arendamise ja kasutamise taustal on päikeseenergia tootmine minu kodumaal suhteliselt sageli kasutatav roheline energia. Päikeseenergia tootmine jaguneb veel fotogalvaaniliseks elektritootmiseks ja fototermiliseks elektritootmiseks, millest kõige levinum on fotogalvaaniline elektritootmine.
Fotogalvaanilise elektritootmise omadused on "lihtne paigaldamine, lihtne hooldus, madal energiatarve ja mastaapsus", samal ajal kui päikesesoojusenergia tootmine soojendab keskkonda kontsentreeriva soojuse kogumise süsteemi kaudu ja seejärel kasutab energia tootmiseks traditsioonilisi aurutootmisseadmeid. Struktuur ja tööpõhimõte on suhteliselt keerulised. Võrdluseks, fotogalvaanilist elektritootmist on lihtsam laialdaselt arendada.
Fotogalvaanilise elektritootmise toimimine on päikesepaneelidest lahutamatu. Päikesepaneelide põhistruktuur koosneb peamiselt elektroonilistest komponentidest. Kontrollerite, akude ja inverterite lisamine põhistruktuurile moodustab päikeseenergia toitesüsteemi.
Levinud päikesepaneelid kasutavad energia muundamiseks põhimõtteliselt räni, mille tootmismeetodite poolest võib jagada monokristalliliseks ja polükristalliliseks räniks. Monokristalliliste räni päikesepaneelide fotoelektrilise muundamise efektiivsus on kõrgem kui polükristalliliste räni päikesepaneelide oma ja tootmiskulud on samuti kõrged; polükristallilise räni päikesepaneelide konversiooniefektiivsus on madalam kui monokristalliliste räni päikesepaneelide oma, kuid ka tootmiskulud kokku on madalamad. .
Lisaks on veel teist tüüpi päikesepaneele, mida nimetatakse amorfseks räni päikesepaneeliks. Selle tootmismeetod erineb täielikult monokristallilise räni ja polükristallilise räni päikesepaneelide omast. Tootmisprotsess on palju lihtsustatud ja see võib ka ebapiisava valgustuse korral elektrit toota. Kuid selle muundamise efektiivsus on väga madal, seetõttu kasutatakse seda harva.
Täpsemalt, päikesepaneeli tööpõhimõte seisneb selles, et ülemisse ränikihti süstitakse fosforit läbi kahe ränitüki pooljuhtliidese, et varustada seda täiendavate negatiivselt laetud elektronidega. Samal ajal lisatakse alumisele kihile boori teatud positiivse laengu saamiseks. Nii suurendatakse elektrivälja ränikihtide vahelises ühenduskohas. Kui päikesevalguses olev footon tabab elektroni, surub elektriväli elektroni kahe ränikihi ristmikust välja ja elektronid kogub küljelt juhtiv metallplaat. Tehnoloogia, mis muudab valguse energia otse elektrienergiaks.