Как работают солнечные батареи

От фотоэффекта Эйнштейна до киловатт-часов на счётчике — простыми словами.

Фотоэлектрический эффект простыми словами

Принцип работы солнечной батареи основан на фотоэффекте, объяснённом ещё Эйнштейном. Свет — это поток фотонов; попадая на полупроводниковый p-n переход, фотон передаёт энергию электрону и выбивает его из атома. На границе перехода возникает разность потенциалов, и если замкнуть цепь, начинает течь постоянный ток.

Важно, что для генерации нужен именно свет, а не тепло. Поэтому модули работают и в мороз — более того, при низких температурах КПД ячейки даже немного выше.

Устройство солнечного модуля

Современный модуль состоит из 60–144 кремниевых ячеек, соединённых последовательно. Каждая ячейка генерирует около 0,5 В при ярком освещении, а их последовательное соединение даёт рабочее напряжение в десятки вольт.

• Закалённое стекло — защищает от града и механики.
• Слои EVA-плёнки — герметизируют ячейки от влаги.
• Кремниевые ячейки — собственно генерирующий слой.
• Backsheet или второе стекло — задняя защита (в двухстекольных модулях).
• Алюминиевая рама и распределительная коробка с MC4-разъёмами.