Περιεχόμενο
- Ανατομία ενός ηλιακού κυττάρου
- Επίδραση της Φωτεινότητας
- Φάσμα, μήκος κύματος και χρώμα
- Το φως του ήλιου ή το τεχνητό φως
Η ηλιακή ακτινοβολία στο κόκκινο έως το ιώδες μήκος κύματος εκρήγνυται με ηλιακή κυψέλη με αρκετή ενέργεια για τη δημιουργία ηλεκτρισμού. Αλλά τα ηλιακά κύτταρα δεν ανταποκρίνονται σε όλες τις μορφές φωτός. Τα μήκη κύματος στο υπέρυθρο φάσμα έχουν πολύ λίγη ενέργεια για να σπρώξουν ηλεκτρόνια χαλαρά στο πυρίτιο του ηλιακού κυττάρου, το αποτέλεσμα που παράγει ηλεκτρικό ρεύμα. Τα μήκη κύματος υπεριωδών ακτίνων έχουν πάρα πολλή ενέργεια. Αυτά τα μήκη κύματος απλά δημιουργούν θερμότητα, η οποία μπορεί να μειώσει την απόδοση ενός κυττάρου. Τα ηλιακά κύτταρα απαιτούν συγκεκριμένα μήκη κύματος στο φάσμα φωτός για να παράγουν χρήσιμες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας.
Ανατομία ενός ηλιακού κυττάρου
Ένα ηλιακό ή φωτοβολταϊκό κύτταρο είναι ένα σάντουιτς δύο στρώσεων πυριτίου. ένα στρώμα, που ονομάζεται τύπος Ν, περιέχει ίχνη στοιχείων όπως το αρσενικό για να δώσει στο υλικό αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. το δεύτερο στρώμα, που ονομάζεται τύπος P, είναι συνδεδεμένο με άλλα στοιχεία που δίνουν θετική φόρτιση. Ηλεκτρικά, οι δύο πλευρές δρουν όπως οι ακροδέκτες μιας μπαταρίας. όταν συνδέεται σε ένα κύκλωμα, ρέει ηλεκτρικό ρεύμα από τη θετική πλευρά, μέσω των εξαρτημάτων κυκλώματος και στην αρνητική πλευρά του ηλιακού στοιχείου. Ορισμένα ηλιακά κύτταρα χρησιμοποιούν πυρίτιο σε κρυσταλλική μορφή. άλλοι χρησιμοποιούν ένα άμορφο ή γυάλινο πυρίτιο. Το κρυσταλλικό πυρίτιο τείνει να είναι πιο αποδοτικό στη μετατροπή του φωτός αλλά κοστίζει περισσότερο από τον άμορφο τύπο.
Επίδραση της Φωτεινότητας
Φωτεινότητα ή φωτεινότητα είναι η ποσότητα φωτός που λάμπει σε ένα ηλιακό κύτταρο. Σε απόλυτο σκοτάδι, ένα κύτταρο δεν παράγει ηλεκτρισμό. Καθώς αυξάνεται η ποσότητα του φωτός, το ίδιο ισχύει και για το ρεύμα του κυττάρου. Σε ένα ορισμένο επίπεδο φωτεινότητας, ωστόσο, η παραγωγή του κυττάρου φθάνει ένα όριο. πέρα από αυτό το σημείο, περισσότερο φως δεν δίνει επιπλέον ρεύμα. Οι προδιαγραφές των ηλιακών κυψελών περιλαμβάνουν ονομαστική τάση και ονομαστική ένταση ρεύματος που είναι η έξοδος του κυττάρου υπό άμεση έντονη ηλιοφάνεια. Για να αποκτήσετε τη μεγαλύτερη απόδοση από ένα ηλιακό κελί, είναι σημαντικό να το αντιμετωπίσετε προς τον ήλιο όσο το δυνατόν πιο άμεσα. Για παράδειγμα, ένας εγκαταστάτης ηλιακού ηλεκτρικού πίνακα θα τοποθετήσει ένα πάνελ υπό γωνία που συλλαμβάνει τις περισσότερες από τις ακτίνες του ήλιου. Η γωνία εξαρτάται από το πού βρίσκεστε στη γη: όσο πιο βόρεια ή νότια είστε από τον ισημερινό, τόσο πιο απότομη είναι η γωνία. Ορισμένες "γεωργικές εκμεταλλεύσεις" με ηλιακή ενέργεια έχουν πάνελ σε μηχανισμό που κλίνει, παρακολουθώντας τον ήλιο καθημερινά στον ουρανό.
Φάσμα, μήκος κύματος και χρώμα
Το ορατό φως είναι μέρος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, μια μορφή ενέργειας που περιλαμβάνει επίσης ραδιοκύματα, υπεριώδη ακτίνες και ακτίνες Χ. Τα χρώματα του ουράνιου τόξου που περιέχονται στο ορατό φως αντιπροσωπεύουν διαφορετικά μήκη κύματος. το μήκος κύματος του κόκκινου χρώματος, για παράδειγμα, είναι περίπου 700 νανόμετρα ή δισεκατομμυριοστά ενός μέτρου και 400 νανόμετρα είναι το μήκος κύματος για βιολετί. Τα ηλιακά κύτταρα ανταποκρίνονται σε πολλά από τα ίδια μήκη κύματος που ανιχνεύονται από το ανθρώπινο μάτι.
Το φως του ήλιου ή το τεχνητό φως
Τα ηλιακά κύτταρα λειτουργούν γενικά καλά με το φυσικό ηλιακό φως, καθώς οι περισσότερες χρήσεις για συσκευές με ηλιακή ενέργεια είναι σε εξωτερικούς χώρους ή στο διάστημα. Επειδή οι τεχνητές πηγές φωτός όπως λαμπτήρες πυρακτώσεως και λαμπτήρες φθορισμού μιμούνται το φάσμα του Ήλιου, τα ηλιακά κύτταρα μπορούν επίσης να λειτουργούν σε εσωτερικούς χώρους, τροφοδοτώντας μικρές συσκευές όπως υπολογιστές και ρολόγια. Άλλες τεχνητές πηγές όπως λέιζερ και λαμπτήρες νέον έχουν πολύ περιορισμένα φάσματα χρώματος? τα ηλιακά κύτταρα μπορεί να μην λειτουργούν τόσο αποτελεσματικά με το φως τους.