Salah satu proses terpenting di dunia tenaga solar adalah kesan fotovoltaik. Ini adalah kesan fotolistrik di mana arus elektrik dihasilkan yang bergerak dari satu bahagian ke bahagian lain yang terbuat dari bahan yang berbeza. Bahan-bahan ini terdedah kepada cahaya matahari atau radiasi elektromagnetik. Kesan ini penting dalam penjanaan tenaga elektrik dari sel fotovoltaik panel solar.
Sekiranya anda ingin mengetahui bagaimana panel solar berfungsi dan apakah kesan fotovoltaik, ini adalah catatan anda 🙂
Apakah kesan fotovoltaik?
Apabila kita menggunakan panel solar untuk mendapatkan tenaga elektrik, apa yang kita manfaatkan adalah tenaga yang diperlukan oleh zarah sinaran suria untuk mengubahnya menjadi tenaga elektrik yang berguna untuk kediaman kita. Sel fotovoltaik adalah alat semikonduktor yang kebanyakannya terdiri daripada silikon. Sel fotovoltaik ini mempunyai beberapa kekotoran dari unsur kimia lain. Walau bagaimanapun, silikon itu dicuba menjadi sialan mungkin.
Sel fotovoltaik mampu menghasilkan elektrik dari arus terus menggunakan tenaga dari sinaran suria. Masalah dengan aliran jenis ini ialah ia tidak digunakan untuk kediaman. Tenaga berterusan perlu diubah menjadi tenaga alternatif untuk menggunakannya. Ini memerlukan a penyongsang kuasa.
Apa yang dilakukan oleh kesan fotovoltaik adalah menghasilkan tenaga elektrik dari sinaran suria. Sinaran ini datang dalam bentuk panas dan berkat kesannya ia berubah menjadi elektrik. Untuk ini berlaku, sel-sel fotovoltaik mesti diletakkan secara bersiri di sepanjang panel suria. Ini dilakukan supaya anda dapat dapatkan voltan yang mencukupi yang membolehkan menjana elektrik.
Jelas, tidak semua sinaran suria yang berasal dari atmosfera berubah menjadi tenaga elektrik. Sebahagiannya hilang melalui refleksi dan yang lain melalui penghantaran. Maksudnya, satu bahagian dikembalikan ke atmosfera dan bahagian yang lain dilalui oleh sel. Jumlah radiasi yang mampu menghubungi sel-sel fotovoltaik inilah yang membuat elektron melompat dari satu lapisan ke lapisan yang lain. Ia adalah ketika arus elektrik diciptakan yang daya sebanding dengan jumlah radiasi yang akhirnya memukul sel.
Ciri-ciri kesan fotovoltaik
Inilah misteri yang disimpan oleh panel solar. Pasti anda pernah berhenti untuk berfikir bagaimana mereka dapat menghasilkan arus elektrik dari matahari. Ini mengenai penyertaan banyak bahan yang terdiri daripada unsur konduktif. Salah satunya ialah silikon. Ini adalah elemen yang menunjukkan tingkah laku yang berbeza sebagai tindak balas terhadap tindakan elektrik.
Tindak balas yang dimiliki oleh bahan semikonduktor ini bergantung sepenuhnya kepada sama ada sumber tenaga mampu menariknya atau tidak. Iaitu, elektron menuju ke keadaan yang lebih bertenaga. Dalam kes ini, kita mempunyai sumber yang mampu menarik elektron-elektron ini, yang merupakan sinaran matahari.
Detik a foton bertembung dengan elektron dari orbit terakhir atom silikon, kesan fotovoltaik bermula. Perlanggaran ini menyebabkan elektron menerima tenaga dari foton dan boleh menjadi teruja. Sekiranya tenaga yang diperoleh elektron dari foton lebih tinggi daripada daya tarikan nukleus atom silikon yang menarik, kita akan menghadapi jalan keluar elektron dari orbit.
Semua ini menjadikan atom bebas dan mereka dapat melalui semua bahan semikonduktor. Apabila ini berlaku, silikon yang berfungsi sebagai pengaliran mengalihkan semua tenaga di mana ia berguna. Elektron yang telah dilepaskan dari cas masuk ke atom lain di mana terdapat ruang bebas. Pergerakan elektron-elektron inilah yang disebut arus cas.
Bagaimana ia dihasilkan
Arus pengecasan dicapai dengan menggunakan bahan konduktif dan menjadikannya berlaku secara berterusan sehingga boleh ada medan elektrik yang mempunyai kekutuban tetap. Medan elektrik jenis inilah yang mula mendorong elektron ke semua arah untuk mengedarkan arus elektrik.
Sekiranya tenaga elektron yang diberi oleh foton melebihi daya tarikan inti atom silikon, ia akan bebas. Untuk ini berlaku, daya yang mesti dimiliki oleh impak foton pada elektron sekurang-kurangnya 1,2 eV.
Setiap jenis bahan semikonduktor mempunyai tenaga minimum yang diperlukan untuk melepaskan elektron dari atomnya. Ada foton yang mempunyai panjang gelombang yang lebih pendek dan berasal dari sinaran ultraviolet. Seperti yang kita ketahui, foton ini mempunyai sejumlah besar tenaga terkandung. Sebaliknya, kita dapati mereka yang panjang gelombang lebih panjang, jadi mereka kurang tenaga. Foton ini berada di bahagian inframerah spektrum elektromagnetik.
Tenaga minimum yang diperlukan oleh setiap bahan semikonduktor untuk melepaskan elektron bergantung pada jalur frekuensi. Jalur ini mengaitkan mereka dari sinaran ultraviolet dengan warna yang dapat dilihat. Di bawah itu, mereka tidak dapat melepaskan elektron, jadi tidak akan ada arus elektrik.
Masalah foton
Menelusuri bahan untuk memisahkan elektron agak lebih rumit. Tidak semua foton melakukannya secara langsung. Ini kerana untuk melalui bahan tersebut mereka harus kehilangan tenaga. Sekiranya mereka yang berada di rantau panjang gelombang terpanjang spektrum elektromagnetik sudah mempunyai sedikit tenaga, mereka akhirnya kehilangannya semasa bersentuhan dengan bahan tersebut. Apabila tenaga hilang, beberapa foton bertabrakan sedikit dengan elektron dan tidak dapat memesongkannya. Kerugian ini tidak dapat dielakkan dan menyebabkan mustahil penggunaan 100% penggunaan solar.
Kerugian tenaga lain berlaku apabila foton melewati semua bahan dan mereka tidak bertembung dengan elektron untuk menggantikannya. Ini juga merupakan masalah yang tidak dapat dielakkan.
Saya harap artikel ini dapat menjelaskan kesan fotovoltaik.