Réamhrá cuimsitheach agus forbhreathnú ar chealla gréine

I. Anailís chuimsitheach ar chealla gréine
Le blianta beaga anuas tá cealla gréine, mar ghléas a athraíonn fuinneamh gréine ina fhuinneamh leictreach, le blianta beaga anuas. Tá a phrionsabal oibre bunaithe ar an éifeacht fhótaileictreach. Trí fhótóin a ionsú i solas na gréine, spreagtar leictreoin agus poill, agus ansin gintear an sruth. Tá na buntáistí ag cealla gréine a bheith neamhdhíobhálach don chomhshaol, in-athnuaite, agus saor ó thruailliú, agus úsáidtear iad go forleathan i go leor réimsí ar nós tithe, tionscail, agus iompar. Ansin, tabharfaimid réamhrá agus forbhreathnú cuimsitheach ar chealla gréine.

 

Ii. Forbhreathnú ar chealla gréine
Faigheann fuinneamh gréine, a bhfuil croí -shuíomh aige i bhfuinneamh in -athnuaite, a fhuinneamh ó sholas na gréine a bhfuilimid eolach air. Fuinneamh bithmhaise, fuinneamh gaoithe, fuinneamh aigéin, agus hidreachumhacht, is cosúil go bhfuil na foirmeacha fuinnimh éagsúla seo, go deimhin, ag rianú go léir ar ais go dtí foinse an fhuinnimh gréine. Go ginearálta, clúdaíonn fuinneamh gréine an fuinneamh in -athnuaite go léir a luaitear thuas. Nuair a dhéanaimid tagairt go sonrach do fhuinneamh gréine mar fhoinse fuinnimh in -athnuaite, is iondúil go dtagraímid do chomhshó díreach agus d'úsáid fuinnimh na gréine.

Teicneolaíocht úsáide teirmeach gréine, is é sin, tiontú éifeachtach fuinnimh radaíochta gréine isteach i bhfuinneamh teirmeach trí ghléas comhshó, agus ansin úsáid an fhuinnimh theirmigh seo chun leictreachas a ghiniúint. Ar an gcaoi chéanna, is teicneolaíocht thábhachtach é teicneolaíocht giniúna cumhachta fótavoltach gréine, is é sin, an próiseas chun fuinneamh radaíochta gréine a athrú go fuinneamh leictreach. Sa réimse seo, tá ról lárnach ag feistí tiontaithe fótaileictreach, mar phrionsabal éifeacht fótavoltach na bhfeistí leathsheoltóra.

Sna 1950í, thug réimse na húsáide fuinnimh gréine i láthair i léim theicneolaíoch thábhachtach. I 1954, d'fhorbair Bell Laboratories sna Stáit Aontaithe cill sileacain 6% de chriostail aon-chriostal, ag leagan an bhunchloch chun cealla gréine a chur i bhfeidhm go praiticiúil. I 1955, mhol Tabor of Israel teoiric thábhachtach de dhromchla ionsúcháin roghnach, agus bunaithe ar an teoiric seo, d'fhorbair sé sciath éifeachtach ionsúcháin gréine roghnach, a chuir forbairt na teicneolaíochta úsáide fuinnimh gréine chun cinn a thuilleadh.

Ina theannta sin, léiríonn cealla gréine a saintréithe uathúla. Tá sé cosúil le hacomhal mór PN, ar féidir leis fuinneamh gréine a thiontú go fuinneamh leictreach go héifeachtach. Faoi choinníollacha soilsithe caighdeánacha, is féidir le cealla gréine voltas aschuir rátáilte de 0 a ghiniúint. Ag an am céanna, tá tréithe uile an acomhal PN aige freisin, a chuireann ar a chumas leictreachas a ghiniúint go leanúnach faoi sholas na gréine.

I bhfeidhmchláir phraiticiúla, is iondúil go mbíonn modúil cille gréine ceangailte le ilchealla gréine agus go n -úsáidtear iad i daingneáin soilsithe gréine agus i dtrealamh eile. Tá comhéifeacht teochta diúltach ag na comhpháirteanna seo, is é sin, laghdóidh an voltas 2mV le haghaidh gach méadú ar an teocht. Ag an am céanna, tá príomhpharaiméadair acu freisin, mar shampla ISC (sruth ciorcaid ghearr), IM (buaic reatha), VOC (voltas ciorcaid oscailte), VM (buaic -voltas) agus PM (buaicchumhacht), atá riachtanach chun an córas a oibriú agus a bharrfheabhsú.

Is fiú a lua nach ndéanfaidh an ciorcad oscailte nó an staid chiorcaid ghearr sa chill ghréine dochar dó. Go deimhin, bainimid úsáid as an ngné seo chun muirearú agus urscaoileadh ceallraí an chórais a rialú. Cinntíonn an modh rialaithe cliste seo cobhsaíocht agus marthanacht na cille gréine.
Déantar cumhacht aschuir WP na cille gréine a thomhas faoi choinníollacha caighdeánacha solas na gréine. Leanann an coinníoll seo caighdeán 101 an Choimisiúin Eorpaigh, lena n -áirítear déine radaíochta de 1000W\/M2, mais aeir AM1.5 agus teocht ceallraí de 25 céim. In iarratais phraiticiúla, tá na coinníollacha sin cothrom le solas na gréine timpeall meán lae ar lá grianmhar. Mar sin féin, creideann go leor daoine go bhfuil an chill gréine ann, fad is atá solas na gréine, an chumhacht aschuir rátáilte, agus fiú a cheapann gur féidir í a úsáid de ghnáth faoi shoilse fluaraiseacha san oíche. Go deimhin, athraíonn cumhacht aschuir na cille gréine go dinimiciúil agus bíonn tionchar ag go leor tosca mar am agus áit air. Dá bhrí sin, beidh cumhacht aschuir na cille gréine céanna difriúil ag amanna agus áiteanna éagsúla.

 

Iii. 2. Éifeacht fótavoltach
Tagraíonn an éifeacht fhótavoltach, nó an éifeacht fhótavoltach go gairid, don feiniméan a bhaineann le difríocht fhéideartha idir codanna difriúla de leathsheoltóir neamhghnách nó meascán de leathsheoltóra agus de mhiotal faoi shoilsiú. Baineann cealla gréine úsáid as an éifeacht seo chun radaíocht na gréine a thiontú ina fhuinneamh leictreach trí phrionsabal an chomhshó fhótaileictreach. Tugtar an "éifeacht fhótavoltach" ar an bpróiseas comhshó fótaileictreach seo, mar sin tugtar "cealla fótavoltacha" ar chealla gréine freisin.

Is substaint speisialta é an t -ábhar leathsheoltóra a úsáidtear le haghaidh cealla gréine a bhfuil a n -airíonna idir seoltóirí agus inslitheoirí. Cosúil le hadaimh na ngnáthshubstaintí, tá adaimh leathsheoltóirí comhdhéanta de núicléis atá luchtaithe go dearfach agus leictreoin a ghearrtar go diúltach. Ag tabhairt sileacain leathsheoltóra mar shampla, tá 4 leictreon ag a chiseal seachtrach adamh, a bhogann timpeall an núicléas i bhfithis sheasta. Nuair a bhíonn fuinneamh seachtrach ar bís, briseadh na leictreoin seo as an bhfithis agus beidh siad ina leictreoin saor in aisce, ag fágáil "poll" sa suíomh bunaidh.

I gcriostail sileacain íon, tá líon na leictreon agus na bpoll saor in aisce cothrom. Mar sin féin, trí dhópáil le heilimintí sonracha, mar shampla bórón agus gallium, is féidir airíonna seoltaí sileacain a athrú. Is féidir leis na heilimintí seo leictreoin a ghabháil, ag casadh sileacain ina leathsheoltóir de chineál poll, arna léiriú ag an tsiombail p; Cé go gcuirfidh eilimintí amhail fosfar agus arsanaic isteach sileacain ina leathsheoltóir de chineál leictreon, arna léiriú ag an tsiombail N. Nuair a thagann an dá leathsheoltóir seo le chéile, beidh a gcomhéadan ina acomhal PN. Is é an t -acomhal PN seo atá mar chroílár na cille gréine. Tá sé cosúil le bac a chuireann bac ar shaorghluaiseacht leictreoin agus poill.

Nuair a bhíonn an chill ghréine nochta do sholas na gréine, glacann leictreoin fuinneamh solais agus aistríonn siad go dtí an réigiún N-Type, rud a fhágann go ngearrtar muirear diúltach ar an réigiún N-Type; Ag an am céanna, aistríonn poill go dtí an réigiún P-Type, rud a fhágann go bhfuil an réigiún P-Type ag cúiseamh go dearfach. Ar an mbealach seo, gintear fórsa leictreamaighnéadach, ar a dtugtar voltas de ghnáth, ag an dá cheann den acomhal PN. Má tá sreanga miotail táthaithe leis an gciseal P-Type agus an ciseal N-Type faoi seach agus go bhfuil an t-ualach ceangailte, beidh sruth reatha sa chiorcad seachtrach. Trí ilghnéithe ceallraí den sórt sin a nascadh sa tsraith agus go comhthreomhar, is féidir an voltas agus an t -aschur reatha riachtanach a ghiniúint.

Faoi láthair, is é an chill gréine sileacain is aibí agus is luachmhaire ó thaobh na tráchtála de.
Tá bunstruchtúr ag cealla gréine, gléas a athraíonn fuinneamh gréine go fuinneamh go héifeachtach tríd an éifeacht fhótavoltach, mar a thaispeántar san fhigiúr thuas. Nuair a thagann dhá chineál éagsúla d'ábhair leathsheoltóra, de chineál N-N agus P-P, i ​​dteagmháil lena chéile, cruthaítear réimse leictreach tógtha isteach ó chineál P go cineál N-N-N-N-mar gheall ar éifeachtaí idirleata agus sruth. Nuair a scaoileann solas na gréine ar dhromchla na cille gréine, spreagfaidh fótóin le fuinneamh a sháraíonn an bandgap péirí leictreon agus poll. Déantar na hiompróirí mionlaigh neamhchothromaithe seo a dheighilt go héifeachtach faoi ghníomh an réimse leictrigh inmheánaigh agus iad carntha ag leictreoidí dearfacha agus diúltacha na ceallraí, rud a sholáthraíonn aschur reatha cobhsaí don ualach seachtrach.

 

Iv. 3. Treocht forbartha de chealla gréine sileacain criostalach
Tá cealla gréine criostalach sileacain ag forbairt i dtreo ardéifeachtúlachta agus scannáin tanaí. Maidir le cealla sileacain monocrystalline ard-éifeachtúlachta, an chill teagmhála cúil (PCC) in Ollscoil Stanford, an réigiún Réigiún astaíochta passivated (PESC, PERC, PERL) in Ollscoil New South Wales (UNSW), agus tá an chillín cúl-dhromchla logánta (LBSF) an Institiúid Farmhofer le haghaidh fuinnimh na gréine i gcónaí. Ag an am céanna, tá go leor airde tugtha ag cealla ardéifeachtúlachta sileacain pholaictreachta. Is é an buntáiste atá acu ná gur féidir leo tinní sileacain cearnógacha a ullmhú go díreach atá oiriúnach do tháirgeadh ar scála mór, le trealamh simplí agus próiseas monaraithe coigilte fuinnimh. Cé go bhfuil tionchar ag na teorainneacha ábhair agus gráin ar éifeachtúlacht na gceall sileacain polacrystalline, tá feabhas suntasach tagtha ar a fheidhmíocht trí theicneolaíochtaí a ghlacadh, mar shampla gettering, passivation, agus cúil. Ina measc, cruthaítear an próiseas géara alúmanaim traidisiúnta trí shintéiriú tar éis scannán alúmanaim a ghalú ar chúl na cille, rud a dhéanann an próiseas monaraíochta a shimpliú ach a chabhraíonn le héifeachtúlacht na cille a fheabhsú. Ina theannta sin, is féidir le pasáiste hidrigine, mar mhodh éifeachtach chun caighdeán sileacain polacrystalline a fheabhsú, lochtanna a laghdú go mór, mar shampla bannaí a dhíspreagadh sa chorp sileacain trí ionchlannú ian nó cóireáil plasma. Ag an am céanna, tá ciseal de scannán frith-fhrithchaite nítríde sileacain brataithe ar dhromchla na gceall gréine sileacain polycrystalline ag PECVD, ar féidir leo éighníomhaíocht hidrigine de sileacain polycrystalline a bhaint amach. Ina theannta sin, baineadh úsáid go forleathan as teicneolaíocht pasála ocsaigine dromchla i gcealla gréine ardéifeachtúlachta, go háirithe in ábhair sileacain chriostalach ghrád fótavoltach, áit a bhfuil an éifeacht níos soiléire. Tá ocsaídiú teirmeach ar cheann de na modhanna teicniúla a úsáidtear go coitianta, agus léiríonn ocsaídiú dromchla PECVD ag teocht níos ísle poitéinseal áirithe freisin.
Cóireáil dromchla cealla gréine sileacain polycrystalline

Mar gheall ar il-threoshuímh chriostal a bheith i láthair ar dhromchla na gceall gréine sileacain polycrystalline, tá sé deacair struchtúr veilbhit idéalach a fháil trí eitseáil cosúil le sileacain aon-chriostal le (100) treoshuíomh criostail. Dá bhrí sin, tá taighdeoirí tiomanta do mhodhanna éagsúla cóireála dromchla a fhiosrú chun cuspóir frithchaite a bhaint amach. Ina measc, is féidir le húsáid rothaí meilte il-lann chun dromchla sliseoga sileacain a ghiorrú an t-am próisis de 10cm × 10cm sliseoga sileacain go 30 soicind, ag léiriú poitéinseal praiticiúil áirithe.

Ina theannta sin, meastar freisin gur rogha phraiticiúil é sileacain phóiriúil do scannáin frith-fhrithchaiteacha do chealla gréine sileacain polacrystalline. Tá a éifeacht frith-fhrithchaite inchomparáide le héifeacht na scannán frith-fhrithchaite dúbailte, rud a mhéadaíonn éifeachtúlacht na gceall sileacain polacrystalline go 13.4%.

Taighde agus forbairt cadhnraí tanaí scannáin

D'fhonn costas na gceall gréine a laghdú a thuilleadh, leanann an réimse fótavoltach ag fiosrú taighde agus forbairt cadhnraí tanaí scannáin. Faoi láthair, forbraíodh go rathúil cadhnraí sliogáin tanaí sileacain shileacain, cadhnraí suilfíd gallium (CDTE), agus cadhnraí copair Indium (CIS). Go háirithe, tá próiseas ullmhúcháin réasúnta simplí agus costas íseal ag cadhnraí sileacain éagruthach, agus tá aird fhorleathan faighte acu.

 

Pacáistiú cealla gréine

Tá an fhoirm phacáistithe de chealla gréine ríthábhachtach do shaol oibre na ceallraí. Faoi láthair, is é an próiseas lannaithe an príomhshruth, ar féidir leis saol oibre na gceall gréine a chinntiú ar feadh níos mó ná 25 bliain. I gcodarsnacht leis sin, cé go bhfuil an chuma ar an gcéad dul síos go bhfuil an cuimsiú drip go hálainn, tá saol oibre na cille gréine teoranta do 1 ~ 2 bhliain. Dá bhrí sin, i gcás iarratas ar nós soilse faiche gréine ísealchumhachta nach dteastaíonn réise saoil ard uathu, is féidir an fhoirm imchruthaithe drip a úsáid; Cé go bhfuil sé le haghaidh soilse gréine le saol soiléir seirbhíse, moltar an fhoirm chuimsithe lannaithe a roghnú. Ina theannta sin, úsáidtear cineál nua d'ábhar glóthach silicone freisin chun cealla gréine a chuimsiú drip, agus deirtear go bhfuil a shaol oibre suas le 10 mbliana.

 

Aicmiú na gCóras Giniúna Cumhachta Fótavoltach

Is féidir córais giniúna cumhachta fótavoltacha a roinnt ina dhá chineál: neamhspleách agus nasctha le greille. Úsáidtear córais giniúna cumhachta fótavoltacha neamhspleácha go príomha i gceantair nó i gceantair iargúlta gan clúdach greille; Cé go bhfuil córais giniúna cumhachta fótavoltacha atá nasctha le greille ceangailte leis an eangach, agus is féidir an leictreachas ginte a ionchur go díreach sa ghreille.

1. De ghnáth bíonn na croí -chomhpháirteanna seo a leanas i gcórais ghiniúna cumhachta gréine neamhspleácha AC: de ghnáth:

Eagar cille gréine: Is éard atá ann ná modúil cille gréine atá eagraithe agus ceangailte ar bhealach sonrach, a fhaigheann tacaíocht ó lúibíní agus fondúireachtaí.

Ceallraí Stórála Fuinnimh: Is féidir é a roghnú de réir riachtanais iarbhír agus d'fhéadfadh sé a bheith ina gcineálacha éagsúla cadhnraí in -athluchtaithe.

Rialaitheoir: Tá sé freagrach go sonrach as próiseas muirir an eagar cille gréine a rialú go dtí an ceallraí stórála fuinnimh. Tá feidhmeanna ilchosanta aige chun oibriú sábháilte agus cobhsaí an chórais a chinntiú.
Inverter: Gléas a athraíonn an chumhacht DC a sholáthraíonn an ceallraí stórála fuinnimh isteach sa chumhacht AC riachtanach. Mar shampla, sa tSín, is é an voltas aschuir ná 220V agus is é 50Hz an mhinicíocht.
Bosca Dáileacháin agus Sreanga Nasctha: Freagrach as na comhpháirteanna éagsúla den chóras a nascadh agus an chumhacht aschuir a bhainistiú.

 

2. Córas Giniúna Cumhachta DC Neamhspleách DC
De ghnáth áirítear na croí -chomhpháirteanna seo a leanas:

Eagar cille gréine: Tá sé comhdhéanta de mhodúil cille gréine eagraithe agus ceangailte ar bhealach ar leith, a fhaigheann tacaíocht láidir ó lúibíní agus fondúireachtaí.

Ceallraí Stórála Fuinnimh: Roghnaítear é de réir riachtanais úsáide iarbhír agus d'fhéadfadh cineálacha éagsúla cadhnraí in -athluchtaithe a bheith san áireamh.

Rialaitheoir: Tá sé freagrach go sonrach as monatóireacht agus rialú a dhéanamh ar phróiseas muirir an eagar cille gréine go dtí an ceallraí stórála fuinnimh. Tá a fheidhmeanna ilchosanta tógtha i ndearadh chun oibriú leanúnach agus cobhsaí an chórais a chinntiú.

Bosca Dáileacháin agus Sreanga Nasctha: Freagrach as na comhpháirteanna éagsúla sa chóras a nascadh lena chéile agus an chumhacht aschuir a bhainistiú go héifeachtach.

 

3. Córas giniúna cumhachta gréine AC atá nasctha le greille
Is iondúil go mbíonn na comhpháirteanna seo a leanas i gcóras giniúna cumhachta gréine atá nasctha le greille: de ghnáth:

Eagar cille gréine: Tá sé comhdhéanta de mhodúil cille gréine eagraithe agus ceangailte ar bhealach ar leith, a fhaigheann tacaíocht láidir ó lúibíní agus fondúireachtaí.

Ceallraí Stórála Fuinnimh: Roghnaigh de réir riachtanais úsáide iarbhír, a bhféadfadh cineálacha éagsúla cadhnraí in -athluchtaithe a bheith san áireamh iontu.

Rialaitheoir: Freagrach as monatóireacht agus rialú a dhéanamh ar phróiseas muirir an eagar gréine go dtí an ceallraí stórála fuinnimh. Cinntíonn a fheidhmeanna ilchosanta tógtha i bhfeidhmiú leanúnach agus cobhsaí an chórais.

Inverter atá nasctha le greille: Athraíonn sé cumhacht DC na ceallraí stórála fuinnimh isteach sa chumhacht AC riachtanach, mar shampla an 220V50Hz a úsáidtear go coitianta sa tSín.

Bosca dáilte agus sreanga nasctha: Freagrach as cumhacht aschuir na gcomhpháirteanna éagsúla sa chóras a nascadh agus a bhainistiú.

Ina theannta sin, is réimse tábhachtach iarratais iad córais soilsithe gréine freisin. Ní mór do dhearadh lampaí gréine machnamh a dhéanamh ar choinníollacha sonracha an limistéir úsáide. In Oirthear na Síne, is é an cóimheas cuí idir cumhacht aschuir rátáilte modúl cille gréine agus cumhacht ionchuir na lampaí ná 2 ~ 4: 1, agus braitheann an cóimheas sonrach ar am oibre na lampaí agus ar riachtanais soilsithe laethanta leanúnacha na coise tinne. Is nasc lárnach é suiteáil na gceall gréine freisin. Beidh tionchar ag a uillinn agus a threo tilt ar chumhacht aschuir agus ar shaol na seirbhíse. I sroicheann íochtarach Abhainn Yangtze, tá an uillinn idéalach de chealla gréine thart ar 40 céim, os comhair an Deiscirt. Ag an am céanna, chun cosc ​​a chur ar an "éifeacht oileán teasa" mar a thugtar air, is é sin, féadfar dochar a dhéanamh do chillín gréine amháin trí theas tar éis a bheith blocáilte, baintear úsáid as modúl cille gréine atá comhdhéanta de ilchealla gréine, agus tógtar bearta ar nós claontú agus suiteáil bioráin a chruthaíonn éan.

Beag beann ar stíl agus ar chumhacht na lampaí gréine, tá an ciorcad rialaithe muirir agus urscaoilte, ceann dá chroí -chomhpháirteanna, ríthábhachtach. D'fhonn marthanacht na ceallraí a chinntiú, ní mór a chuid coinníollacha muirir agus urscaoilte a rialú go docht chun ró -mhuirearú agus urscaoileadh domhain a chosc. Ina theannta sin, mar gheall ar luaineacht mhór fuinneamh ionchuir an chórais ghiniúna cumhachta fótavoltach gréine, tá rialú muirir na ceallraí sa chóras giniúna cumhachta fótavoltach níos casta ná rialú gnáth -chadhnraí. Is minic a bhíonn feidhmíocht lampaí gréine ag brath ar dhearadh agus ar chur i bhfeidhm an chiorcaid rialaithe muirir agus urscaoilte. Má tá easpa muirir ardfheidhmíochta agus ciorcad rialaithe urscaoilte ann, beidh sé deacair feidhmíocht lampaí gréine a ráthú.

 

I gcomhthéacs chur i bhfeidhm forleathan giniúna cumhachta gréine fótavoltach, tá sé thar a bheith tábhachtach go roghnófaí cadhnraí aigéad-aigéad le haghaidh stórála fuinnimh. Ó thionscadail fhótavoltacha gréine ar scála mór san Eoraip agus sna Stáit Aontaithe go tionscadal Guangming mo thíre, tá móiminteam forbartha láidir ag giniúint cumhachta fótavoltach gréine. Le dul chun cinn na teicneolaíochta fótavoltach agus an t-iomaitheoir ar mhodúil fótavoltacha ar chostas íseal, tá cásanna níos airde curtha ar aghaidh le haghaidh cadhnraí curtha ar aghaidh le haghaidh cadhnraí. Faoi láthair, is iad na cadhnraí luaidhe-aigéad luaidhe séalaithe, cadhnraí luaidhe-aigéad collóideach agus cadhnraí luaidhe-aigéad saor ó chothabháil na foinsí cumhachta stórála fuinnimh príomhshrutha i gcórais fhótavoltacha. Tá friotaíocht aimsire na gcadhnraí seo ríthábhachtach chun oibriú seasmhach an chórais a chinntiú. Díreoidh an t-alt seo ar thionchar na teochta ar shaol agus ar chumas ceallraí i dtimpeallachtaí nádúrtha agus ar na réitigh chomhfhreagracha, agus ag an am céanna anailís a dhéanamh go domhain ar na príomhphointí a bhaineann le cadhnraí aigéadra stórála fuinnimh a roghnú.

 

5. Tionchar na teochta ar shaol na gcadhnraí luaidhe-aigéad
Tá cadhnraí luaidhe-aigéad VRLA an-íogair d'athruithe teochta. De réir phrionsabal Arinius, nuair a sháraíonn an teocht 40 céim, beidh a shaol leath do gach méadú 10 gcéim. I measc na bpríomhchúiseanna le deireadh an tsaoil ceallraí tá triomú leictrilít aigéad sulfarach, rúideáil theirmeach agus ciorcad gearr inmheánach.

Tá triomú leictrilít aigéid sulfarach ar cheann de na príomhfhachtóirí a théann i bhfeidhm ar shaol na gcadhnraí aigéad luaidhe. Mar thoradh ar thriomú aigéid, beidh an cumas ceallraí ag laghdú nó ag teip go hiomlán, rud atá ina fhadhb atá uathúil do chadhnraí aigéad luaidhe. I measc na gcúiseanna féideartha tá éifeachtúlacht ath -chomhcheangailte gáis íseal, éabhlóid hidrigine agus ocsaigine agus galú uisce, púscadh uisce taobh istigh den bhlaosc ceallraí, dearadh comhla rialaithe míchuí, agus neamhréir idir trealamh muirir agus voltas ceallraí. Is fiú a thabhairt faoi deara, de réir mar a ardaíonn an teocht chomhthimpeallach, go rachaidh an ráta caillteanais uisce de bharr na dtrí fhachtóir (2), (3) agus (4) dlús, rud a chuirfidh dlús le teip tirim na ceallraí luaidhe-aigéad.

Ina theannta sin, is dúshlán mór é Runaway teirmeach a bhíonn os comhair cadhnraí aigéid luaidhe. Le linn an phróisis muirir agus scaoilte, gineann an ceallraí teas. Mura ndéantar é a urscaoileadh in am, leanfaidh teocht na ceallraí ag ardú. Go háirithe nuair a bhíonn tú ag obair i dtimpeallacht ardteochta, tá sé níos deacra an teas atá carntha taobh istigh den cheallraí a dhíscaoileadh, rud a d'fhéadfadh róthéamh a bheith mar thoradh air, caillteanas méadaithe uisce, friotaíocht inmheánach mhéadaithe agus timthriall fí, ag forbairt de réir a chéile i rith an teirmeach agus ag cruthú teip ceallraí ar deireadh.

 

Tá seoltacht theirmeach an-lag ag cadhnraí luaidhe-aigéad VRLA agus tá cumas teasa an-bheag acu mar gheall ar a ndearadh uathúil cóimeála leachtach agus 10% pores sa deighilteoir. Fágann sé seo go mbíonn cadhnraí luaidhe-aigéad VRLA níos mó seans maith go mbeidh siad ag rith i dtimpeallachtaí ardteochta. Ós rud é go bhfuil an méid gáis a scaoiltear leis an gcomhla sábháilteachta teoranta, tá sé deacair an teas a thógáil amach taobh istigh den cheallra. Nuair a tharlaíonn rúideáil theirmeach, déanfar an ceallraí a dhífhoirmiú go mór, a réabadh agus go hiomlán teipthe.

Ar an láimh eile, is cúis le ciorcad gearr inmheánach é freisin le teip ceallraí aigéad luaidhe. Is é is cúis leis seo go príomha ná díghrádú agus aosú an ábhair scairt, shedding agus leathnú an ábhair ghníomhaigh, nó treá an scairt ag na dendrites a ghintear le linn an phróisis mhuirir. Tar éis urscaoileadh domhain, tá seans maith go mbeidh veilbhit nó deascadh scaipthe ag deighilteoir asaithe na ceallraí, nó go gcruthófar dendrites, agus mar thoradh air sin go bhfuil ciorcaid micrea-ghearr de na plátaí dearfacha agus diúltacha.
Mar gheall ar dhearadh diúltach an leictreoid diúltach de chadhnraí luaidhe-aigéad VRLA, tá éifeachtúlacht muirir an leictreoid dhiúltaigh níos airde ná éifeachtúlacht an phláta dhearfaigh sna céimeanna luatha agus lárnacha den mhuirearú, mar sin ginfidh an leictreoid dhiúltach go leor luaidhe veilbhit, rud atá freagrach as imoibriú ath-chomhdhlúthaithe ocsaigine. Sa phróiseas táirgthe cadhnraí, is féidir díghrádú feidhmíochta ceallraí a mhoilliú trí mhéid an ábhair ghníomhaigh leictreoidí diúltacha a rialú.
Ina theannta sin, úsáidtear breiseáin amhail salainn mhiotail nó ocsaídí amhail since, caidmiam, litiam, cóbalt, copar, agus maignéisiam i gcadhnraí aigéad luaidhe chun feidhmíocht ceallraí a fheabhsú. Feidhmíonn na breiseáin seo mar leictrilítí láidre, agus téann a n -ian ar imirce go dtí an leictreoid dhiúltach le linn urscaoilte. Tá éifeacht chomhordaithe cheimiceach ag na hiain mhiotail seo, ar féidir leo an dóchúlacht go laghdóidh foirmiú sulfáit luaidhe a laghdú. Fiú má chruthaítear sulfáit luaidhe, tá a struchtúr sách bog agus níos éasca a mhaolú nó a laghdú.

Agus an ceallraí á úsáid agat, déan iarracht teocht chobhsaí a choinneáil agus seachain athruithe teochta drastic chun an fhéidearthacht a bhaineann le deascadh dendrite a laghdú. Go hachomair, cuirfidh ardteocht dlús le caillteanas uisce agus triomú uisce na ceallraí, rith chun srutha teirmeach, creimeadh dearfach greille agus dífhoirmiúchán, agus d'fhéadfadh teocht íseal a bheith ina chúis le teip diúltach leictreoid. Cuirfidh luaineachtaí teochta dlús leis an gciorcad gearr inmheánach de chadhnraí luaidhe-aigéad, agus beidh drochthionchar ag na fachtóirí seo ar shaol ceallraí.

 

Vi. Éifeacht na teochta ar acmhainn ceallraí luaidhe-aigéad

(I) An chéad chineál caillteanais luathchumais, dá ngairtear PCL-ⅰ

Is é an príomhchiontóir as an titim tobann i gcumas ceallraí luaidhe-aigéad an ciseal bacainn. Tá an bac seo díorthaithe ó na lochtanna athghiniúna agus ó éifeacht leathsheoltóra an chóimhiotail Pb-CA-SN-AL. Tógann sé bacainn seoltaí aontreoch idir an t -ábhar dearfach gníomhach leictreoid agus an eangach. Tá an ciseal bacainn seo comhdhéanta de chriostail chasta le hairíonna leathsheoltóra agus tá sé íogair don teocht. Trí fheabhas a chur ar an bpróiseas dópála leathsheoltóra ar nós cóimhiotail ceallraí agus breiseáin ghreamaitheacha luaidhe, tá feabhas rathúil againn ar an seoltacht trí leas a bhaint as íogaireacht chriostail leathsheoltóra chun íonacht a bhaint amach, rud a mhaolaíonn an modh teip seo go héifeachtach.

 

(Ii) An dara cineál caillteanais luath-acmhainneachta, dá ngairtear PCL-ⅱ

Ní hé an fíor-chiontóir as an titim mall i gcumas ceallraí luaidhe-aigéad an creimeadh greille coiteann, sulfáitiú nó shedding ábhar gníomhach, ach leathnú ábhar gníomhach scagach. Tá an leathnú seo le feiceáil go háirithe i bpróiseas softening PBO2 → PBSO4, a chuireann an t -ábhar gníomhach dearfach chun bheith bog agus an struchtúr casta a dhamáistiú, ach de réir a chéile is cúis leis an ábhar gníomhach a mhaolú agus a thitim, rud a fhágann go gcaillfidh an pláta dearfach acmhainn ag ráta níos moille.

 

(Iii) an tríú cineál caillteanais luath-acmhainneachta, dá ngairtear PCL-ⅲ

Is minic a eascraíonn an fhadhb a bhaineann le cadhnraí luaidhe-aigéad nach bhfuil in ann muirear a ghearradh as gníomhaíocht na mbreiseán leictreoidí diúltacha a laghdú nó a chailleadh. D'fhéadfadh deacracht a bheith mar thoradh air seo maidir le muirearú, droch -ghlacadh agus athluchtú neamhleor, agus ar deireadh thiar tá sulfáitiú an 1\/3 den phláta diúltach mar thoradh air.

Faoi choinníollacha ardteochta, déanfaidh na breiseáin leictreoidí diúltacha a dhianscaoileadh nó a thuaslagadh sa leictrilít, as a dtiocfaidh caillteanais luatha agus ansin an luaidhe veilbhit leictreoid dhiúltach a phéinteáil. A mhalairt ar fad, faoi choinníollacha teochta ísle, mar gheall ar an tuaslagthacht laghdaithe, fiú má tá an sruth scaoilte mar an gcéanna leis an tiúchan ag teocht íseal agus go bhfanann an ráta urscaoilte gan athrú, méadóidh an sáithiú i gcomparáid leis an tuaslagthacht chothromaíochta íseal. Ina theannta sin, méadóidh teocht íseal slaodacht an tuaslagáin aigéid agus laghdóidh sé an ráta idirleata aigéid, rud a mhéadóidh friotaíocht inmheánach na ceallraí agus a théann i bhfeidhm ar a fheidhmíocht ard-aistrithe.

 

Tá dlúthbhaint ag tiús an chiseal éighníomhach leis an méid criostail, leis an bpóirseacht agus leis an struchtúr pore de shulfáit luaidhe, a bhfuil dlúthbhaint acu le tuaslagthacht sulfáit luaidhe agus sáithiú an tuaslagáin ar dhromchla an leictreoid luaidhe. Faoi theocht íseal, dlús ard reatha agus tiúchan aigéad sulfarach, beidh sáithiú an tuaslagáin ar dhromchla an leictreoid dhiúltach ró -ard, agus mar thoradh air sin tiús an ciseal éighníomhach, rud a d'fhéadfadh a bheith ina chúis le teip ar an gceallra mar gheall ar dheacrachtaí scaoilte. Ag an am seo, ní féidir an pláta diúltach a ghearradh ná a urscaoileadh.

Baineann meicníocht agus méid tionchair na teochta ar na fachtóirí thuas le teoiricí ó dhisciplíní éagsúla, lena n -áirítear teirmidinimic leictriceimiceach, cinéitic leictriceimiceach, srl. Laghdóidh an lobhadh seo saol na ceallraí luaidhe-aigéad sa deireadh agus laghdóidh sé a iontaofacht.

 

Ina theannta sin, is fadhb é creimeadh an phláta dhearfaigh nach féidir neamhaird a dhéanamh air. De réir phrionsabal na teirmidinimice ceimiceacha, dá airde an teocht chomhthimpeallach, is ea is mó an doimhneacht scaoilte den cheallra luaidhe-aigéad, agus dá airde an dlús leictrilít, a mhéadaíonn creimeadh na greille ina dhiaidh sin. Déanfaidh stóráil fhadtéarmach an ciseal creimthe a thiúchan, agus dífhoirmiú agus síneadh na greille ag gabháil leis, agus mar thoradh air sin laghdófar neart teanntachta na greille. Nuair a thiteann an t -ábhar gníomhach amach nó nuair a bhíonn an táirge creimthe ró -thiubh, méadóidh an fhriotaíocht eangaí, rud a théann i bhfeidhm ar an gcumas ceallraí. Nuair a thiteann an toilleadh ceallraí 20%, is féidir a mheas gur theip air.

Go hachomair, mar choimeádán leictriceimiceach, tá an ceallraí an -íogair d'athruithe i dteocht chomhthimpeallach. Ní hamháin go dtéann an teocht chomhthimpeallach i bhfeidhm ar shaol na ceallraí, ach bíonn tionchar díreach aige ar a chumas. Tá an bheirt acu comhghaolmhar agus doscartha.

FORBAIRT AR CHUIDEACHTAÍ AICIÚN COLLOIDAL (Cadhnraí Aigéan Luaidhe-Rialaithe-Rialaithe)
Le blianta beaga anuas, baineadh úsáid fhorleathan as cadhnraí aigéid luaidhe i réimse na lampaí gréine. Mar sin féin, nuair a oibríonn cadhnraí luaidhe-aigéad VRLA ar fud an chloig i dtimpeallachtaí nádúrtha, tá dúshláin ag baint lena bhfriotaíocht aimsire, go háirithe i raon teochta -20 céim ~ 40 céim. D'fhonn an fhadhb seo a réiteach, d'fhorbraíomar ceallraí collóideach le friotaíocht aimsire níos fearr, a bhféadann a raon teochta oibriúcháin céim -40 a bhaint amach ~ 60 céim, ag leathnú an raon iarratais de chadhnraí aigéid luaidhe.

 

Glacann an ceallraí luaidhe-aigéadach collóideach scéim deartha leachtach saibhir uathúil, agus méadaítear a leacht aigéad 20% i gcomparáid le ceallraí aigéad-luaidhe VRLA. Tá an ceallraí líonta le leictrilít glóthach timpeall an ghrúpa cuaille agus idir na dabhcha, rud a fhágann go bhfuil cumas mór teasa aige agus diomailt teasa den scoth. Ina theannta sin, sáraíonn an ceallraí collóideach na trí fhadhb thuas a bhaineann le caillteanas luath -acmhainn agus tá na buntáistí suntasacha seo a leanas aige:

 

Ar an gcéad dul síos, úsáideann sé leictrilít neamh-glóthach neamh-leachta speisialta chun cosc ​​a chur ar mhaolú agus ar shedding ábhar gníomhach an phláta dhearfaigh trí bhrú an tionóil a mhéadú (go háirithe an brú ar dhromchla an phláta dhearfaigh). Ag an am céanna, méadaíonn an comhla rialaithe dea-dheartha ath-chomhcheangal ocsaigine agus laghdaíonn sé caillteanas uisce, rud a leathnaíonn saol na ceallraí.

Ar an dara dul síos, tá struchtúr greille na ceallraí collóideach deartha go cúramach, ag baint úsáide as modhanna próisis speisialta agus foirmlithe ábhair. Cruthaíonn an struchtúr seo micropores, méadaíonn sé an comhéadan imoibriúcháin idir an leictreoid agus an leictrilít, laghdaíonn sé an fhriotaíocht teagmhála, agus laghdaíonn sé polarú an leictreoid. Feabhsaíonn sé seo go mór ráta úsáide ábhar gníomhach an leictreoid, an éifeachtúlacht muirir, agus cumhacht urscaoilte agus aschuir na ceallraí.

 

Ina theannta sin, úsáideann an eangach dhearfach meascán de il-chóimhiotail ilghnéithe ar nós PB-CA-SN-AL-SB-ZN-CD, agus úsáideann an eangach dhiúltach ábhair ró-phoitéinseal hidrigine ard-calcium-calcium-alúmanaim. Ní hamháin go bhfeabhsaíonn dearadh den sórt sin cumas agus saol na ceallraí, ach cinntíonn sé freisin go bhfuil tréithe friotaíochta inmheánacha agus friotaíochta creimthe ag an mbailitheoir cóimhiotail il-eilimintí luaidhe-stáin, agus is féidir leis úsáid a bhaint as an muirear ar snámh fadtéarmach.

 

Ina theannta sin, trí theicneolaíochtaí nua a ghlacadh agus an fhoirmle ábhair eangaí a fheabhsú, tá feabhas suntasach tagtha ar fhriotaíocht creep agus ar fhriotaíocht creimthe na ceallraí luaidhe-aigéad collóideach. Ag an am céanna, cinntíonn úsáid deighilteoirí PE ísealfhriotaíochta PE agus an spás leachtach saibhir atá deartha sa phláta nach gcuireann an t-aigéad thar maoil, truailliú an chomhshaoil, nó codanna trealaimh a thruailliú le linn oibriú na ceallraí, agus is féidir leis an gcatóid gháis a ionsú go réidh. Leathnaíonn na bearta feabhsúcháin seo saol na ceallraí a thuilleadh.

.

. Ní hamháin go gcinntíonn sé seo muirear cobhsaí an leictreoid dhiúltach, ach laghdaíonn sé freisin poitéinseal polaraithe an leictreoid dhearfaigh, rud a chuireann moill ar chreimeadh na greille dearfacha agus ag leathnú saol seirbhíse na ceallraí a thuilleadh.

 

Ansin, déanfaimid iniúchadh ar stair na forbartha agus ar stádas reatha giniúna cumhachta fótavoltach. Ó rugadh an chéad chill fhótavoltach phraiticiúil i 1954, tá dul chun cinn suntasach déanta ag giniúint cumhachta gréine fótavoltach. Cé go bhfuil a luas forbartha beagán níos moille ná a luas forbartha agus cumarsáidí snáthoptaice, tá an t-éileamh méadaitheach ar fhuinneamh agus ar theorainneacha an fhuinnimh thraidisiúnta tar éis aird a tharraingt de réir a chéile ar ghiniúint cumhachta fótavoltach. Go háirithe, chuir an ghéarchéim ola i 1973 agus na fadhbanna truaillithe comhshaoil ​​sna 1990í forbairt thapa na teicneolaíochta giniúna cumhachta fótavoltach chun cinn. Is féidir achoimre a dhéanamh ar a phróiseas forbartha sna céimeanna seo a leanas:
I 1893, fuair an t -eolaí Francach Becquerel an "éifeacht fhótavoltach", ag leagan an bhunchloch d'fhorbairt na teicneolaíochta fótavoltach. Ina dhiaidh sin, d'aimsigh Adams agus daoine eile an éifeacht fótavoltach soladstaide ar mhiotail agus ar bhileoga seiléiniam i 1876, ag oscailt caibidil nua i dteicneolaíocht fhótavoltach. I 1883, rinneadh an chéad "fótagraf seiléiniam" agus úsáideadh é mar ghléas íogair i réimsí éagsúla.

 

Ag dul isteach sa 20ú haois, tá dul chun cinn suntasach déanta ag teicneolaíocht fhótavoltach. I 1930, mhol Schottky an teoiric “éifeacht fhótavoltach” de bhacainn Cu2O, a chuir tacaíocht thábhachtach ar fáil do thaighde níos déanaí. Sa bhliain chéanna, mhol Langer an "éifeacht fhótavoltach" a úsáid ar dtús chun "cealla gréine" a mhonarú chun tiontú fuinnimh gréine a bhaint amach ina fhuinneamh leictreach.

 

Leis an taighde a dhoimhniú, tá feabhas leanúnach tagtha ar éifeachtúlacht na gceall fótavoltach. I 1954, d'éirigh le Chabin agus Pirson cealla gréine praiticiúla aon-chriostal ag Bell Laboratories sna Stáit Aontaithe, le héifeachtúlacht de 6%, a rinne marcáilte ar an teicneolaíocht fhótavoltach tar éis dul isteach i gcéim nua forbartha. Sa bhliain chéanna, fuair Wecker amach an éifeacht fhótavoltach ar arsenide gallium agus rinne sé cealla gréine tanaí scannán, ag cur forbairt na teicneolaíochta chun cinn a thuilleadh.

 

Ina dhiaidh sin, tá tíortha tar éis iad féin a dhíriú ar thaighde agus ar fhorbairt na teicneolaíochta fótavoltach. I 1958, baineadh úsáid as cealla gréine sa spás den chéad uair, a raibh soláthar cumhachta an tSatailít Pioneer 1 American, ag taispeáint a ionchais leathana feidhmithe. Le breith cealla gréine sileacain polycrystalline agus oibriú cealla gréine sileacain atá nasctha le greille, tá an teicneolaíocht fhótavoltach ina réiteach fuinnimh iontaofa de réir a chéile.

 

Tar éis dul isteach sna 1990í, tá dul chun cinn tagtha chun cinn ag teicneolaíocht fhótavoltach. Tá 13%bainte amach ag éifeachtúlacht chomhshó fótaileictreach na gceall gréine arsenide gallium, agus tá éifeachtúlacht na gceall gréine suilfíd caidmiam tanaí-scannán bainte amach freisin 8%. Ina theannta sin, tá feabhas breise tagtha ar fhorbairt rathúil na gceall ultraivialait agus na gceall cúil allamuigh ar éifeachtúlacht agus ar raon feidhme na gceall fótavoltach.

 

De réir mar a éiríonn níos mó práinneach le hiompar an fhuinnimh in -athnuaite, tá an teicneolaíocht fhótavoltach ina ábhar taighde te. Tá tíortha tar éis pleananna dín fótavoltach a mholadh agus spriocanna forbartha chun cur i bhfeidhm forleathan na teicneolaíochta fótavoltach a chur chun cinn. Tar éis 1997, tá pleananna forbartha fótavoltacha móra molta ag na Stáit Aontaithe, ag an tSeapáin, agus ag an Aontas Eorpach, rud a léiríonn go bhfuil teicneolaíocht fhótavoltach ar tí a bheith i gcéim nua forbartha.

 

Faoi láthair, tá cur i bhfeidhm na teicneolaíochta fótavoltach níos fairsinge, ní hamháin go bhfuil ról tábhachtach aige i réimse na cumhachta, ach freisin ag soláthar réitigh fuinnimh ghlan agus éifeachtúla le haghaidh iompair, tógála agus réimsí eile. Ag féachaint don todhchaí, táthar ag súil go mbeidh teicneolaíocht fhótavoltach ina seasamh níos tábhachtaí sa réimse fuinnimh domhanda agus go gcuirfidh sé níos mó ranníocaíochtaí le forbairt inbhuanaithe an chine daonna.