Fotoelementu elektroenerģijas ražošanas princips
Fotoelektrisko elementu darbības princips ir balstīts uz fotoelektrisko efektu, kas nozīmē, ka, apstarojot fotonus uz pusvadītāju materiāliem, tiek ģenerēti elektronu caurumu pāri. Šie elektroni un caurumi tiek atdalīti elektriskā lauka iedarbībā, radot elektrisko strāvu. Tās īpašo darba procesu var izskaidrot šādi:
Fotonu absorbcija:Kad saules gaisma spīd uz fotoelementu elementu, pusvadītāju materiāli (piemēram, silīcijs) absorbē fotonus.
Elektronu caurumu pāru ģenerēšana:Ja fotona enerģija ir lielāka par pusvadītāja joslas spraugas enerģiju, tas ierosinās elektronus pārejai no valences joslas uz vadīšanas joslu, veidojot elektronu caurumu pārus.
Elektriskā lauka atdalīšana:Akumulatora elementa pn krustojumā iebūvēts elektriskais lauks atdala elektronus un caurumus, izraisot elektronu pārvietošanos uz n apgabalu un caurumiem uz p apgabalu.
Pašreizējais veidojums:Ārējā ķēdē elektroni plūst pa vadiem, veidojot strāvu un izvadot elektrisko enerģiju.
1. Kas ir slēptā plaisāšana fotoelementu šūnās?
Mikroplaisas fotoelektriskajās šūnās attiecas uz sīkām plaisām, kas atrodas šūnas iekšpusē vai uz tās virsmas, kuras var nebūt redzamas ar neapbruņotu aci, bet var būtiski ietekmēt šūnas veiktspēju un kalpošanas laiku.
a) Samaziniet efektīvo elektroenerģijas ražošanas apgabalu:Slēptais plaisas laukums nevar efektīvi piedalīties fotoelektriskajā pārveidē, samazinot akumulatora elementa efektīvo enerģijas ražošanas laukumu. Tā rezultātā samazinās kopējā elektroenerģijas ražošanas efektivitāte.
b) Palielinot pretestību:Slēptās plaisas var izraisīt vietējās pretestības palielināšanos, apgrūtinot elektronu vienmērīgu plūsmu slēptās plaisas zonā. Rezultātā palielinās sērijas pretestība, samazinās akumulatora elementu piepildījuma koeficients (FF) un samazinās izejas jauda.
c) Pašreizējā neatbilstība:Slēptās plaisas var izraisīt nevienmērīgu strāvu akumulatora elementā, un dažās vietās strāva ir zemāka. Pašreizējā neatbilstība sērijveidā savienotajās akumulatora šūnās var ietekmēt visas akumulatora virknes veiktspēju un samazināt komponentu izvadi.
d) Karstā punkta efekts:Lielā pretestība slēptās plaisas zonā var izraisīt lokālu pārkaršanu, veidojot karstos punktus. Karstie punkti var sabojāt akumulatora elementus vai izraisīt ugunsgrēkus, nopietni ietekmējot sistēmas drošību.
e) Paātrināta novecošana:Slēptās plaisas var padarīt akumulatora elementu struktūru trauslāku un uzņēmīgāku pret turpmākiem ārējās vides bojājumiem, piemēram, temperatūras izmaiņām, mehānisko spriegumu utt. Akumulatora elementu kalpošanas laiks tiek saīsināts un samazinās to ilgtermiņa stabilitāte.
f) Strāvas noplūde:Slēptās plaisas var izraisīt strāvas noplūdi no slēptās plaisas zonas, veidojot nevajadzīgus strāvas ceļus. Rezultātā samazinās akumulatora elementu kopējā efektivitāte un samazinās elektroenerģijas izlaide.
Slēpto plaisu veidošanās iemesli:
1) Stress ražošanas procesā:
a) Akumulatora elementu griešanas, metināšanas un iepakošanas procesā var rasties mehānisks spriegums, kas var radīt slēptas plaisas.
b) Termiskās apstrādes procesa laikā temperatūras izmaiņas var izraisīt termisko spriegumu, izraisot slēptās plaisas.
2) Vibrācija un trieciens transportēšanas un apstrādes laikā
Nepareizi iepakotas akumulatoru baterijas transportēšanas un apstrādes laikā var tikt pakļautas vibrācijai un triecieniem, izraisot slēptās plaisas.
3) Mehāniskais spriegums uzstādīšanas laikā: nepareiza darbība, pārmērīga mehāniskā saspiešana un stiepšanās uzstādīšanas laikā var radīt slēptas plaisas akumulatora elementos.
4) Vides apstākļu ietekme
Faktiskās darbības laikā akumulatora elementus ietekmē vides faktori, piemēram, temperatūras izmaiņas, vēja slodze un sniega slodze, kas izraisa slēptās plaisas.
Pārbaudes metode:
EL tests (elektroluminiscences tests)
Princips:Pieliekot strāvu, akumulatora šūna izstaro gaismu un izmanto infrasarkano kameru, lai noteiktu akumulatora elementa gaismas emisiju. Slēptās plaisas parādīsies kā tumši plankumi.
Priekšrocības:Tas var intuitīvi parādīt slēpto plaisu sadalījumu un smagumu.
Trūkums:Tas ir jāveic tumšās telpas apstākļos, un darbība ir sarežģīta.
Infrasarkanās termiskās attēlveidošanas princips:Nosakot akumulatora elementa infrasarkano termiskās attēlveidošanas attēlu, identificējiet temperatūras novirzes apgabalu, ko izraisa slēptās plaisas.
Priekšrocības:Tas var ātri un nesagraujoši atklāt liela laukuma akumulatora elementus.
Trūkumi:Augstas prasības testēšanas iekārtām un augstas izmaksas.
Fotoluminiscences (PL) testēšana
Princips:Izmantojot lāzera apstarošanu, lai noteiktu bateriju elementu fotoluminiscences raksturlielumus. Slēptās plaisas luminiscence uzrādīs būtiskas izmaiņas.
Priekšrocības:Ātrs noteikšanas ātrums, piemērots ražošanas līnijas pārbaudei.
Trūkums:Tam ir augstas prasības noteikšanas iekārtām un videi.
Ultraskaņas pārbaude
Princips:Ultraskaņas atstarošanas un pārraides raksturlielumu izmantošana, lai noteiktu slēptās plaisas akumulatora elementos.
Priekšrocības:Augsta jutība slēptu plaisu noteikšanai, spēj atklāt mazākas slēptās plaisas.
Trūkumi:Iekārta ir sarežģīta, un tās darbībai nepieciešamas profesionālas prasmes.
Kā novērst galvenokārt no iepriekš minētajiem cēloņiem
Uzlabot ražošanas procesus
Griešanas process:Lai samazinātu mehāniskās slodzes veidošanos, tiek izmantota nesagraujošā griešanas tehnoloģija.
Metināšanas process:Optimizējiet metināšanas parametrus, lai samazinātu termiskā stresa ietekmi.
Iepakošanas process:Elastīgu iepakojuma materiālu izmantošana, lai samazinātu mehāniskās slodzes ietekmi.
Optimizējiet transportēšanu un pārkraušanu
Iepakojuma dizains:Triecienu absorbējošu iepakojuma materiālu izmantošana, lai samazinātu vibrāciju un triecienu transportēšanas laikā.
Darbības specifikācijas:Izstrādājiet detalizētas apstrādes darbības specifikācijas, lai apstrādes procesa laikā samazinātu mehāniskos bojājumus.
Piesardzības pasākumi uzstādīšanas laikā
Profesionāla uzstādīšana:Pārliecinieties, ka uzstādīšanas personāls ir saņēmis profesionālu apmācību, lai izvairītos no nepareizas darbības, kas izraisa slēptas plaisas.
Mehāniskā aizsardzība:Uzstādīšanas laikā izmantojiet aizsargierīces, lai izvairītos no akumulatora elementu bojājumiem no mehāniskās slodzes.
Vides uzraudzība un uzturēšana
Vides monitorings:Regulāri pārraugiet akumulatora elementu darbības vidi, lai izvairītos no bojājumiem ekstremālās vides dēļ.
Regulāra apkope:Regulāri apkopiet un pārbaudiet fotoelementus, lai nekavējoties atklātu un novērstu slēptās plaisāšanas problēmas.