Konwersja światła slonecznego przez panele fotowoltaiczne

Solary (lub fotowoltaiczne) ogniwa przekształcają energię słoneczną w energię elektryczną. Czy oni zdobiące kalkulatora lub orbicie naszej planety na satelitach, opierają się one na efekt fotoelektryczny: zdolność materii do emisji elektronów, gdy światło jest świeciło na niego.

Krzemu, co jest znane jako półprzewodników, co oznacza, że dzieli się niektóre właściwości metali i niektóre z tych izolatora elektrycznego, dzięki czemu jest kluczowym składnikiem w ogniwach słonecznych. Przyjrzyjmy się bliżej przyjrzeć, co się dzieje, gdy słońce świeci na ogniwa słonecznego.

Światło słoneczne składa się z maleńkich cząstek zwanych fotonami, które promieniują od słońca. Jak to hit atomów krzemu ogniwa słonecznego, przenoszą swoją energię do luźnych elektronów, przewracając je oczyścić z węgla. Fotony można porównać do białą piłkę w grze w bilard, który przechodzi na jego energii kolorowe kulki to uderza.

Uwalniając elektrony to jednak tylko połowa pracy ogniwa słonecznego: wtedy musi stada tych bezpańskich elektrony do prądu elektrycznego. Obejmuje to tworzenie równowagi elektrycznej w komórce, która działa trochę jak opadanie którym elektrony płyną w tym samym kierunku.

Tworzenie tej nierównowagi jest możliwe dzięki wewnętrznej organizacji krzemu. Atomy krzemu są ułożone razem w szczelnie związaną strukturę. Ściskając małe ilości innych pierwiastków do tej struktury, tworzone są dwa różne rodzaje krzemu: N-Type, który ma dodatkowe elektrony i p-typ, którego brakuje elektronów, pozostawiając "dziury" w ich miejsce.

Kiedy te dwa materiały są umieszczone obok siebie wewnątrz ogniwa słonecznego, elektrony zapasowe typu n krzemu w przeskoczyć, aby wypełnić luki w krzemu typu p. Oznacza to, że n-type krzemu ładuje się dodatnio, a p typu krzem jest naładowany ujemnie, tworząc pola elektrycznego w całej komórce. Ponieważ krzem jest półprzewodnikiem, może zachowywać się jak izolator, utrzymanie tej równowagi.

Ponieważ fotony rozbić elektrony poza atomami krzemu, to pole napędza je razem w sposób uporządkowany, dostarczając prąd do kalkulatorów energetycznych, satelitów i wszystko pomiędzy.