A mozgó töltések
10.B 2013/2014.
A napelem
A napelem fajtái
Alapanyag szerint többféle napelemet
különböztetünk meg:
Egykristályos
szilícium
(Si)
napelemek: drágák, de hatékonyak. A
legkorszerűbb panelek hatásfoka 18%,
laboratóriumi körülmények között 25% (az
elméleti határ 33,7% az egy p-n átmenettel
rendelkező napelemek esetében)
Polikristályos
Si
napelemek:
Napelem
A napelem vagy fotovillamos elem olyan szilárdtest eszköz,
amely az elektromágneses sugárzást (fotonbefogást)
közvetlenül villamos energiává alakítja. Az energiaátalakítás
alapja, hogy a sugárzás elnyelődésekor mozgásképes töltött
részecskéket generál, amiket az eszközben az elektrokémiai
potenciálok, illetve az elektron kilépési munkák
különbözőségéből adódó beépített elektromos tér rendezett
mozgásra kényszerít, vagyis elektromos áram jön létre. Ez a
jelenség bármilyen megfelelő fényspektrummal rendelkező
fényforrás esetén is lezajlik, nem szükséges kizárólagosan
napfény. A ma létező nagy teljesítményű naperőművek
jellemzően nem ezt a technológiát alkalmazzák; a
naphőerőművek a Nap hőjét forró gőznek vagy folyadéknak
adják át, ezzel turbinák segítségével nyernek áramot.
Némileg olcsóbbak de kevésbé
hatékonyak. Hatásfokuk 15% körül van.
Gallium Arzenid vegyület alapú
napelemek: A napelemek Rolls Royce-a
és rendkívül drága. Akár 8 db réteget (pn átmenetet) építenek egymásra így a
hatásfok elérheti a 44%-ot koncentrált
napfényben.
Főleg
műholdakon
használják.
Amorf
szilícium
napelemek:
olcsóbbak de hatásfokuk csak 5-8%.
Kevesebb szilícium kell a gyártáshoz, mint
az egykristályos esetében mert az aktív
réteg csak 1 µm vastag.
Egyéb vegyület félvezető alapú
napelemek: A hatásfokuk kevesebb,
mint 15%. Példa: kadmium-tellurid és a
réz-indium-gallium-szelenid napelemek.
Előállításukhoz kevés félvezető alapanyag
szükséges mert az aktív réteg csak 1-2µm
vastag.
Szerves festék alapú napelemek:
Elektrokémia elven működnek, a
fényelnyelő anyag egy szerves festék. A
hatásfokuk csak 2-4% azonban a
gyártása rendkívül olcsóvá válhat a
jövőben.
Szerves anyagokból (polimerekből)
készült napelemek: olcsók, de
hatásfokuk csak 2-5%
Szerző: Kaszás Klaudia
57