Прямое преобразование солнечной энергии в электрическую

Цель работы: изучить принцип преобразования солнечной энергии в электрическую. Исследовать основные технические характеристики фотоэлектрической батареи.

Поток излучения - величина, равная энергии, переносимой электромагнитными волнами за одну секунду через произвольную поверхность. Единица измерения потока излучения - Дж/с = Вт.

Плотность потока излучения (энергетическая освещенность) ~ величина, равная отношению потока излучения к площади равномерно облучаемой им поверхности. Единица измерения плотности потока излучения - Вт/м1

Плотность потока излучения от Солнца, падающего на перпендикулярную

ему площадь вне земной атмосферы, называется солнечной̆ константой̆ S, которая равна 1367 Вт/м^.

Световой поток. Световым потоком называется поток излучения, оцениваемый по его воздействию на человеческий глаз.

Световой поток в 1 лм белого света равен 4,6-10"^Вт (или 1 Вт=217лм).

Освещенность - величина, равная отношению светового потока, падающего на поверхность, к площади этой поверхности. Освещенность измеряется в люксах (лк). 1лк=1лм/м^. Для белого света 1 лк = 4,6-10'''Вт/м^ (или 1 Вт/м^ = 217 лк).

Приборы, предназначенные для измерения освещенности, называются люксметрами.

Фотоэффектом называются электрические явления, происходящие при освещении вещества светом, а именно: выход электронов из металлов {фотоэлектрическая эмиссия или внешний фотоэффект), перемещение зарядов через границу раздела полупроводников с различными типами проводимости (р-п) {вентильный фотоэффект), изменение электрической проводимости {фото- проводимость).

При освещении границы раздела полупроводников с различными типами проводимости (р-п) между ними устанавливается разность потенциалов (фото- ЭДС). Это явление называется вентильным фотоэффектом, и на его использо- вании основано создание фотоэлектрических преобразователей энергии (солнечных элементов и батарей).

Наиболее распространенным полупроводником, используемым для создания солнечных элементов, является кремний.

Солнечные элементы характеризуются коэффициентом преобразования солнечной энергии в электрическую, который представляет собой отношение максимальной электрической мощности вырабатываемой элементом, к падающему потоку излучения.