光電変換器の動作原理と特徴。スキーム、説明

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太陽光発電設備。光電変換装置の動作原理と特徴。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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太陽は重要な再生可能で環境に優しいエネルギー源です。太陽エネルギーは、太陽電池を使用して電気エネルギーに変換できます。このような電池は、宇宙船、無線ビーコン、海洋航行ブイ、自律通信ネットワーク、さらには電卓や電子玩具にも使用されています。

太陽エネルギーを電気エネルギーに変換する光電（または太陽光発電）方法は、科学的かつ実用的な観点から現在最も開発されています。ソビエト物理学学校の創設者の一人であるアカデミー会員 A.F. イオッフェは、30 年代に初めて、大規模電力工学におけるその使用の可能性について注目を集めました。しかし、当時、太陽電池の効率は1%を超えませんでした。その後数十年間、物理学とテクノロジーの分野での大量の研究のおかげで、この数字は 20 ～ 25% に増加しました。

太陽光を電気に変換するメカニズムは、他の発電方法とは異なります。この方法の特徴は、大規模な使用の可能性と見通しを決定します。

どのような発電方法であっても、電荷を保持し、それらを分離する機構を提供する必要があります。誘導方式では、金属導体の自由電荷を利用して発電し、磁場中での導体の移動により金属導体の分離が行われます。

太陽光発電による発電方法では、構造部品の機械的な動きがありません。これは、半導体材料の特性と光との相互作用に基づいています。光電池では、半導体と光の相互作用の結果として自由キャリアが形成され、セル内に生じる電場の作用により分離されます。最近まで、ほとんどすべての太陽電池は結晶シリコンで作られていましたが、現在では他の材料がますます広く使用されています。

光電効果の現象は、光エネルギー (電磁放射のエネルギー) の電気エネルギーへの変換に基づいています。光電効果には XNUMX つのタイプがあります。

1）外部 - 光の影響下で体の表面から電子を引き出す。

2) 内部 - 光の作用による半導体および誘電体の電気伝導度の変化。

3) ロック層 - 導体と感光性半導体の間の境界における起電力の励起。

電磁放射のエネルギーを変換する目的には、実際には固定層の光電効果（pn接合における光電効果）のみが利用可能である。

著者：マゴメドフA.M.

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