Het principe van stroomopwekking door zonnepanelen

De zon schijnt op de PN-overgang van de halfgeleider, waardoor een nieuw gat-elektronenpaar ontstaat. Onder invloed van het elektrische veld van de PN-overgang stroomt het gat van het P-gebied naar het N-gebied, en het elektron van het N-gebied naar het P-gebied. Wanneer het circuit wordt aangesloten, ontstaat er stroom. Zo werken foto-elektrische effectzonnecellen.

Opwekking van zonne-energie Er zijn twee soorten opwekking van zonne-energie: de omzetting van licht in warmte in elektriciteit en de directe omzetting van licht in elektriciteit.

(1) De licht-warmte-elektriciteitsconversiemethode gebruikt de thermische energie die door zonnestraling wordt gegenereerd om elektriciteit op te wekken. Over het algemeen wordt de geabsorbeerde thermische energie door de zonnecollector omgezet in de stoom van het werkmedium, waarna de stoomturbine wordt aangestuurd om elektriciteit op te wekken. Het eerste proces is het licht-warmteconversieproces; het tweede proces is het warmte-elektriciteitsconversieproces.

(2) Het foto-elektrische effect wordt gebruikt om de energie van de zonnestraling direct om te zetten in elektrische energie. Het basiselement van de foto-elektrische conversie is de zonnecel. Een zonnecel is een apparaat dat zonlichtenergie direct omzet in elektrische energie door middel van het fotogenererende volt-effect. Het is een halfgeleiderfotodiode. Wanneer de zon op de fotodiode schijnt, zet de fotodiode de zonlichtenergie om in elektrische energie en genereert stroom. Wanneer veel cellen in serie of parallel worden geschakeld, kan een vierkante matrix van zonnecellen met een relatief groot uitgangsvermogen worden gevormd.

Momenteel is kristallijn silicium (inclusief polysilicium en monokristallijn silicium) het belangrijkste fotovoltaïsche materiaal, het marktaandeel bedraagt ​​meer dan 90% en in de toekomst zal het nog lange tijd het meestgebruikte materiaal voor zonnecellen zijn.

De productietechnologie van polysiliciummaterialen is lange tijd gecontroleerd door 10 fabrieken van 7 bedrijven in 3 landen, namelijk de Verenigde Staten, Japan en Duitsland, waardoor een technologische blokkade en een marktmonopolie ontstond.

De vraag naar polysilicium is voornamelijk afkomstig van halfgeleiders en zonnecellen. Afhankelijk van de zuiverheidseisen, wordt er onderscheid gemaakt tussen elektronisch en zonne-energie. Elektronisch polysilicium vertegenwoordigt ongeveer 55% en zonne-energie polysilicium 45%.

DOOR DE SNELLE ONTWIKKELING VAN DE FOTOVOLTAÏSCHE industrie groeit de vraag naar polysilicium in zonnecellen sneller dan de ontwikkeling van halfgeleiderpolysilicium. Verwacht wordt dat de vraag naar polysilicium voor zonnecellen in 2008 de vraag naar polysilicium voor elektronische toepassingen zal overtreffen.

In 1994 bedroeg de totale productie van zonnecellen wereldwijd slechts 69 MW, maar in 2004 was dit bijna 1200 MW, een zeventienvoudige toename in slechts 10 jaar. Deskundigen voorspellen dat de fotovoltaïsche zonne-energie-industrie kernenergie in de eerste helft van de 21e eeuw zal overtreffen als een van de belangrijkste basisenergiebronnen.