En av de viktigaste processerna i världen av energía sol är fotovoltaisk effekt. Det är en fotoelektrisk effekt där en elektrisk ström produceras som går från en bit till en annan tillverkad av olika material. Dessa material utsätts för solljus eller elektromagnetisk strålning. Denna effekt är grundläggande vid alstring av elektrisk energi från solcellernas solceller.
Om du vill veta hur solpaneler fungerar och vad är solcellseffekten är detta ditt inlägg 🙂
Vad är solcellseffekten?
När vi använder en solpanel för att erhålla elektrisk energi är det vi utnyttjar den energi som solstrålningspartiklarna har för att förvandla den till användbar elektrisk energi för vårt hem. Solceller är halvledaranordningar som huvudsakligen består av kisel. Dessa solceller har vissa föroreningar från andra kemiska element. Emellertid försöks kislet vara så jävla som möjligt.
Solceller kan generera elektricitet från likström med energi från solstrålning. Problemet med denna typ av ström är att den inte används för hemmet. Det är nödvändigt att omvandla kontinuerlig energi till alternerande energi för att kunna använda den. Detta kräver en kraftomvandlare.
Vad solcellseffekten gör är att producera den elektriska energin från solstrålning. Denna strålning kommer i form av värme och tack vare denna effekt förvandlas den till elektricitet. För att detta ska kunna ske måste solcellerna placeras i serie längs solpanelerna. Detta görs så att du kan få en tillräcklig spänning som gör det möjligt att generera el.
Uppenbarligen förvandlas inte all solstrålning som kommer från atmosfären till elektrisk energi. En del av den går förlorad genom reflektion och en annan genom överföring. Det vill säga en del återförs till atmosfären och den andra delen passeras genom cellen. Mängden strålning som kan komma i kontakt med solceller är det som får elektroner att hoppa från ett lager till det andra. Det är då när en elektrisk ström skapas vars kraft är proportionell mot mängden strålning som äntligen träffar cellerna.
Kännetecken för solcellseffekten
Detta är mysteriet som solpaneler håller. Visst har du någonsin slutat tänka på hur de kan generera en elektrisk ström från solen. Det handlar om deltagande av många material som består av ledande element. En av dem är kisel. Det är ett element som visar ett annat beteende som reaktion på effekten av el.
Reaktionen som dessa halvledarmaterial har beror helt på huruvida energikällan kan stimulera dem eller inte. Elektronerna går till ett annat mer energiskt tillstånd. I det här fallet har vi källan som kan stimulera dessa elektroner, det vill säga solstrålning.
Det ögonblicket a foton kolliderar med en elektron från den sista banan av en kiselatom, börjar den solcellerande effekten. Denna kollision får elektronen att ta emot energi från foton och kan bli upphetsad. Om den energi som elektronen förvärvar från foton är högre än den för den attraktiva kraften hos kärnan i kiselatomen, kommer vi att möta en elektronutgång från omloppsbanan.
Allt detta gör atomerna fria och de kan färdas genom allt halvledarmaterial. När detta händer leder kisel som fungerar som ledning all energi där det kan vara användbart. Elektronerna som har frigjorts från laddningarna går till andra atomer där det finns lediga utrymmen. Dessa elektroners rörelse är vad som kallas laddström.
Hur den produceras
Laddningsströmmar uppnås genom att använda ledande material och få detta att ske på ett konstant sätt så att det kan finnas ett elektriskt fält som har en konstant polaritet. Det är denna typ av elektriskt fält som börjar skjuta elektronerna i alla riktningar för att cirkulera den elektriska strömmen.
Om energin hos elektronen som matas av foton överskrider kärnan i kiselatomen är den fri. För att detta ska hända, den kraft som fotons inverkan måste ha på elektronen är minst 1,2 eV.
Varje typ av halvledarmaterial har en minimal energi som krävs för att frigöra elektroner från dess atomer. Det finns fotoner som har en kortare våglängd och kommer från ultraviolett strålning. Som vi vet har dessa fotoner en stor mängd innesluten energi. Å andra sidan hittar vi dem vars våglängd är längre, så de har mindre energi. Dessa fotoner finns i den infraröda delen av det elektromagnetiska spektrumet.
Minsta energi som krävs av varje halvledarmaterial för att frigöra elektroner beror på frekvensbandet. Detta band associerar dem från de som kommer i ultraviolett strålning till synliga färger. Under det kan de inte släppa elektroner, så det kommer inte att finnas någon elektrisk ström.
Fotonproblem
Att gå igenom materialet för att separera elektronerna är något mer komplicerat. Inte alla fotoner gör det direkt. Detta beror på att för att passera genom materialet måste de tappa energi. Om de i det längsta våglängdsregionen i det elektromagnetiska spektrumet redan hade lite energi, slutar de förlora det under kontakt med materialet. När energi går förlorad kolliderar vissa fotoner något med elektroner och kan inte avböja dem. Dessa förluster är oundvikliga och är det som gör det omöjligt att ha 100% av solanvändningen.
Andra energiförluster uppstår när fotoner passerar genom allt material och de kolliderar inte med någon elektron för att förskjuta den. Detta är också ett oundvikligt problem.
Jag hoppas att den här artikeln har förtydligat solcellseffekten.