Что такое физические батареи?

Что такое физические батареи

Физические батареи — это батареи, которые генерируют электрическую энергию без химических реакций. Они используют свет или тепло для получения электрической энергии. Солнечные, тепловые и ядерные батареи являются примерами физических батарей.

Батареи в целом делятся на физические и химические. Химические батареи преобразуют химические реакции в электрическую энергию. Химические батареи включают первичные батареи, вторичные батареи и топливные элементы. Первичные батареи включают щелочные, марганцевые и литиевые сухие батареи, в то время как вторичные батареи — это перезаряжаемые батареи, такие как свинцово-кислотные батареи и щелочные батареи.

Использование физических батарей

Физические батареи вырабатывают электрическую энергию посредством физической передачи электрификации, как полупроводники, без использования химических процессов. Солнечные элементы являются типичным примером физических батарей.

Фотоэлектрическая генерация энергии в последние годы оказалась в центре внимания как средство решения экологических проблем, а производство солнечных элементов для промышленного и бытового использования быстро растет за счет государственных субсидий. В целом, большинство солнечных элементов устанавливаются на крышах или на земле, где они могут получать достаточно солнечного излучения для максимизации своей мощности генерации энергии.

Принцип физических батарей

В последние годы солнечные элементы привлекают внимание как физические батареи. Солнечные элементы сделаны из полупроводников, которые поглощают солнечный свет и преобразуют его в электрическую энергию. Несмотря на название «батарея», они не имеют функции хранения. Атомы полупроводника, из которых состоит солнечный элемент, генерируют электроны и дырки, когда они подвергаются воздействию солнечного света.

Солнечный элемент состоит из полупроводника P-типа и полупроводника N-типа, наложенных друг на друга, причем дырки собираются в полупроводнике P-типа, а электроны — в полупроводнике N-типа. Это создает напряжение между дырками и электронами, аналогичное напряжению в сухом элементе. Электричество можно извлечь, подключив провода к полупроводнику P-типа, который служит положительным электродом, и полупроводнику N-типа, который служит отрицательным электродом.

Существует несколько типов солнечных элементов, которые можно в целом разделить на два типа: на основе кремния и на основе соединений. Каждый из них имеет разные характеристики и производительность, и два типа, широко используемые для промышленных и жилых применений, — это монокристаллические и поликристаллические на основе кремния. Составные монокристаллические солнечные элементы обладают высокой эффективностью генерации электроэнергии, но они дороги, поэтому их часто используют в космических приложениях, например, на спутниках.