Дано:
Рабочее напряжение на ячейке U = 0,6 В
Энергия фотона E = 1,8 эВ = 1,8 * 1.602 * 10^(-19) Дж ≈ 2.88 * 10^(-19) Дж
Найти:
Максимальный КПД солнечной батареи.
Решение:
КПД солнечной батареи η можно рассчитать как отношение полезной мощности к общей мощности, которая падает на ячейку.
Полезная мощность, производимая ячейкой, определяется как:
Pполезная = U * I,
где I - ток, который течет через цепь.
Общая мощность Pобщ, падающая на солнечную батарею, может быть выражена как:
Pобщ = N * E,
где N - количество фотонов, поглощаемых в единицу времени, а E - энергия одного фотона.
Ток I можно выразить через количество фотонов:
I = N * e,
где e - заряд электрона (1.602 * 10^(-19) Кл).
Теперь подставим это значение в форму для полезной мощности:
Pполезная = U * (N * e).
Подставив значения для Pобщ и Pполезная, мы получаем:
η = Pполезная / Pобщ = (U * (N * e)) / (N * E).
При сокращении N:
η = (U * e) / E.
Теперь подставим известные значения:
η = (0.6 В * 1.602 * 10^(-19) Кл) / (2.88 * 10^(-19) Дж).
Вычислим:
η = (0.6 * 1.602) / 2.88 ≈ 0.333.
Теперь переведем в процентное соотношение:
η ≈ 33.3%.
Ответ:
Максимальный КПД солнечной батареи составляет примерно 33.3%.