Conţinut
- Anatomia unei celule solare
- Efectul luminozității
- Spectru, lungime de undă și culoare
- Lumina soarelui sau Lumina artificială
Radiația solară în roșu până la lungimi de undă violete explozie o celulă solară cu suficientă energie pentru a crea electricitate. Dar celulele solare nu răspund la toate formele de lumină. Lungimile de undă din spectrul infraroșu au prea puțină energie necesară pentru a juca electronii pierdeți în siliconul celulei solare, efectul care produce curent electric. Lungimile de undă ultraviolete au prea multă energie. Aceste lungimi de undă creează pur și simplu căldură, ceea ce poate reduce eficiența unei celule. Celulele solare necesită anumite lungimi de undă în spectrul luminii pentru a genera cantități utile de electricitate.
Anatomia unei celule solare
O celulă solară sau fotovoltaică este un sandwich cu două straturi de siliciu; un strat, numit tip N, conține urme de elemente cum ar fi arsenic pentru a da materialului o sarcină electrică negativă; cel de-al doilea strat, numit tip P, este lăcuit cu alte elemente care dau o încărcare pozitivă. În mod electric, cele două părți acționează ca terminalele unei baterii; când este conectat la un circuit, un curent electric curge din partea pozitivă, prin componentele circuitului și către partea negativă a celulei solare. Unele celule solare folosesc siliciu sub formă de cristal; alții folosesc un silicon amorf sau asemănător sticlei. Siliciul cristalin tinde să fie mai eficient la transformarea luminii, dar costă mai mult decât tipul amorf.
Efectul luminozității
Luminozitatea sau luminozitatea este cantitatea de lumină care strălucește pe o celulă solară. În întuneric total, o celulă nu produce energie electrică. Pe măsură ce cantitatea de lumină crește, la fel și curentul celulei. Cu un anumit nivel de luminozitate, însă, ieșirea celulei atinge o limită; dincolo de acest punct, mai multă lumină nu oferă curent suplimentar. Specificațiile unei celule solare includ o tensiune nominală și o cotă nominală, care este ieșirea celulei sub soare direct luminos. Pentru a obține cea mai mare producție dintr-o celulă solară, este important să o înfruntați spre soare cât mai direct posibil. Un instalator de panouri solare, de exemplu, va monta un panou într-un unghi care prinde majoritatea razelor solare. Unghiul depinde de locul în care sunteți localizat pe pământ: cu cât este mai la nord sau la sud sunteți de la ecuator, unghiul este mai abrupt. Unele "ferme" de energie solară au panouri pe un mecanism care se înclină, urmărind mișcarea zilnică a soarelui pe cer.
Spectru, lungime de undă și culoare
Lumina vizibilă face parte din spectrul electromagnetic, o formă de energie care include, de asemenea, unde radio, ultraviolete și raze X. Culorile curcubeului conținute în lumina vizibilă reprezintă diferite lungimi de undă; lungimea de undă a culorii roșii, de exemplu, este de aproximativ 700 nanometri, sau miliarde de centimetri de un metru, iar 400 nanometri este lungimea de undă pentru violet. Celulele solare răspund la multe din aceleași lungimi de undă detectate de ochiul uman.
Lumina soarelui sau Lumina artificială
Celulele solare funcționează în general bine cu lumina solară naturală, deoarece majoritatea utilizărilor pentru dispozitivele cu energie solară sunt în aer liber sau în spațiu. Deoarece sursele artificiale de lumină precum becurile incandescente și fluorescente imită spectrul Soarelui, celulele solare pot funcționa și în interior, alimentând dispozitive mici, cum ar fi calculatoare și ceasuri. Alte surse artificiale, cum ar fi laserele și lămpile de neon au spectre de culori foarte restrânse; Este posibil ca celulele solare să nu funcționeze la fel de eficient cu lumina lor.