Fotogalvaaniliste elementide elektritootmise põhimõte
Fotogalvaaniliste elementide tööpõhimõte põhineb fotoelektrilisel efektil, mis tähendab, et footonite kiiritamisel pooljuhtmaterjalidele tekivad elektronide aukude paarid. Need elektronid ja augud eraldatakse elektrivälja toimel, tekitades elektrivoolu. Selle spetsiifilist tööprotsessi saab selgitada järgmiselt:
Footonite neeldumine:Kui päikesevalgus paistab fotogalvaanilisele elemendile, neelavad pooljuhtmaterjalid (nt räni) footoneid.
Elektronaugupaaride genereerimine:Kui footoni energia on suurem kui pooljuhi ribalaiuse energia, ergastab see elektrone üleminekuks valentsribalt juhtivusribale, moodustades elektronide aukude paare.
Elektrivälja eraldamine:Akuelemendi pn-ristmikul eraldab sisseehitatud elektriväli elektronid ja augud, mistõttu elektronid liiguvad n piirkonna ja augud p piirkonna suunas.
Praegune koosseis:Välisahelas voolavad elektronid läbi juhtmete, moodustades voolu ja väljastades elektrienergiat.
1. Mis on varjatud pragunemine fotogalvaanilistes elementides?
Mikropraod fotogalvaanilistes elementides viitavad elemendi sees või pinnal esinevatele pisikestele pragudele, mis ei pruugi olla palja silmaga nähtavad, kuid võivad oluliselt mõjutada elemendi jõudlust ja eluiga.
a) Vähendage efektiivset elektritootmisala:Varjatud pragude piirkond ei saa fotoelektrilises muundamises tõhusalt osaleda, vähendades akuelemendi efektiivset energiatootmisala. Tulemuseks on üldise elektritootmise efektiivsuse vähenemine.
b) Vastupanu suurendamine:Varjatud praod võivad põhjustada kohaliku takistuse suurenemist, mis muudab elektronide sujuva liikumise varjatud pragude piirkonnas keeruliseks. Tulemuseks on järjestikuse takistuse suurenemine, akuelementide täiteteguri (FF) vähenemine ja väljundvõimsuse vähenemine.
c) Praegune mittevastavus:Varjatud praod võivad akuelemendi sees põhjustada ebaühtlast voolu, kusjuures mõnes piirkonnas on vool madalam. Jada ühendatud akuelementide praegune mittevastavus võib mõjutada kogu aku jada jõudlust ja vähendada komponentide väljundit.
d) Kuuma koha efekt:Kõrge takistus varjatud pragude piirkonnas võib põhjustada kohalikku ülekuumenemist, moodustades kuumad kohad. Kuumad kohad võivad kahjustada akuelemente või põhjustada tulekahjusid, mõjutades tõsiselt süsteemi ohutust.
e) Kiirendatud vananemine:Varjatud praod võivad muuta akuelementide struktuuri hapramaks ja vastuvõtlikumaks väliskeskkonna edasistele kahjustustele, nagu temperatuurimuutused, mehaaniline pinge jne. Akuelementide eluiga lüheneb ja nende pikaajaline stabiilsus väheneb.
f) Vooluleke:Varjatud praod võivad põhjustada voolu lekkimist varjatud pragude piirkonnast, moodustades tarbetuid vooluteid. Tulemuseks on akuelementide üldise efektiivsuse ja elektrienergia väljundi vähenemine.
Varjatud pragude tekkimise põhjused:
1) Stress tootmisprotsessi ajal:
a) Akuelementide lõikamise, keevitamise ja pakkimise käigus võib tekkida mehaaniline pinge, mis võib põhjustada varjatud pragusid.
b) Kuumtöötlusprotsessi ajal võivad temperatuurimuutused põhjustada termilist pinget, mis põhjustab varjatud pragude tekkimist.
2) Vibratsioon ja löök transpordi ja käsitsemise ajal
Valesti pakendatud akuelemendid võivad transportimise ja käsitsemise ajal saada vibratsiooni ja lööke, mis võib põhjustada varjatud pragusid.
3) Paigaldamise ajal tekkiv mehaaniline pinge: vale töö, liigne mehaaniline kokkusurumine ja venitamine paigaldamise ajal võivad põhjustada varjatud pragusid akuelementides.
4) Keskkonnatingimuste mõju
Tegeliku töötamise ajal mõjutavad akuelemente keskkonnategurid, nagu temperatuurimuutused, tuulekoormus ja lumekoormus, mis põhjustab varjatud pragusid.
Testimismeetod:
EL-test (elektroluminestsentsi test)
Põhimõte:Voolu rakendamisel kiirgab akuelement valgust ja infrapunakaamera abil akuelemendi valguse emissiooni tuvastamiseks. Peidetud praod ilmuvad tumedate laikudena.
Eelised:See suudab intuitiivselt kuvada peidetud pragude jaotust ja raskusastet.
Puudus:Seda tuleb teha pimedas ruumi tingimustes ja operatsioon on keeruline.
Infrapuna termopildistamise põhimõte:Tuvastades akuelemendi infrapuna-soojuskujutise, tuvastage peidetud pragudest põhjustatud ebanormaalne temperatuuripiirkond.
Eelised:See suudab kiiresti ja mittepurustavalt tuvastada suure pindalaga akuelemente.
Puudused:Kõrged nõuded testimisseadmetele ja kõrge hind.
Fotoluminestsentsi (PL) testimine
Põhimõte:Laserkiirguse kasutamine akuelementide fotoluminestsentsomaduste tuvastamiseks. Peidetud prao luminestsents näitab olulisi muutusi.
Eelised:Kiire tuvastamise kiirus, sobib tootmisliini kontrollimiseks.
Puudus:Sellel on kõrged nõuded avastamisseadmetele ja keskkonnale.
Ultraheli testimine
Põhimõte:Ultraheli peegeldus- ja ülekandeomaduste kasutamine akuelementides peidetud pragude tuvastamiseks.
Eelised:Kõrge tundlikkus peidetud pragude tuvastamiseks, suudab tuvastada väiksemaid peidetud pragusid.
Puudused:Seadmed on keerukad ja nõuavad tööks professionaalseid oskusi.
Kuidas ennetada peamiselt eelpool mainitud põhjustest
Parandage tootmisprotsesse
Lõikamise protsess:Mehaanilise koormuse vähendamiseks kasutatakse mittepurustavat lõikamistehnoloogiat.
Keevitusprotsess:Optimeerige keevitusparameetreid, et vähendada termilise pinge mõju.
Pakkimisprotsess:Painduvate pakkematerjalide kasutamine mehaanilise pinge mõju vähendamiseks.
Optimeerige transporti ja käsitsemist
Pakendi disain:Lööke neelavate pakkematerjalide kasutamine, et vähendada vibratsiooni ja lööke transpordi ajal.
Toimimisspetsifikatsioonid:Töötage välja üksikasjalikud käsitsemistoimingute spetsifikatsioonid, et vähendada mehaanilisi kahjustusi käsitsemisprotsessi ajal.
Ettevaatusabinõud paigaldamise ajal
Professionaalne paigaldus:Veenduge, et paigalduspersonal on saanud professionaalse väljaõppe, et vältida ebaõiget kasutamist, mis põhjustab varjatud pragusid.
Mehaaniline kaitse:Paigaldamise ajal kasutage kaitseseadmeid, et vältida akuelementide kahjustamist mehaanilisest pingest.
Keskkonnaseire ja -hooldus
Keskkonnaseire:Jälgige regulaarselt akuelementide töökeskkonda, et vältida ekstreemsete keskkondade põhjustatud kahjustusi.
Regulaarne hooldus:Hooldage ja kontrollige regulaarselt fotogalvaanilisi elemente, et kiiresti tuvastada ja lahendada varjatud pragunemisprobleeme.