Was ist der photovoltaische Effekt?
Der Photovoltaik -Effekt ist der Prozess, durch den elektrischer Strom in Form von Spannung erzeugt wird, wenn elektromagnetische Strahlung einem bestimmten Material ausgesetzt ist. Unter Verwendung von Solarzellen tritt der Photovoltaik -Effekt auf, wenn sehr kurze Wellenlängen des Sonnenlichts die Materie und die Elektronen erregen. Die elektromagnetische Strahlung wird aus der Sonnenkollektion emittiert und durch ein anderes Material gesammelt. Diese Aussetzung von Elektronen führt zum Aufbau von Spannung, die Energie erzeugt, die für die spätere Verwendung in einer Batteriezelle gespeichert werden kann. Zwei Elektroden werden verwendet, um die Spannung zu sammeln, die in das Stromnetz übertragen werden kann. Sichtbares Licht erzeugt den Photovoltaik-Effekt, wenn es auf Alkali-Metalle wirkt. Ultraviolettes Licht erzeugt es in anderen Metallen, wobei extremes ultraviolettes Licht für Nichtmetalle verwendet wird. Dieses Konzept wurde erstmals 1902 von Philipp Eduard Anton vonon beobachtetLenard, als er entdeckte, dass verschiedene Lichtfarben, auch als Frequenz bezeichnet, verschiedene Elektronenebenen emittieren. Zuvor stellte die Wellentheorie des Lichts von James Clerk Maxwell fest, dass Strahlungsintensität proportionale Elektronenergie erzeugen würde. Diese neue Theorie erklärte, dass Photonen für die Schaffung von Elektronenausschlägen verantwortlich waren und eher als einzelne Partikel als als konstante Wellen arbeiteten.
Physiker A.E. Becquerel erkannte das Konzept des Sonnenlicht -Photovoltaik -Effekts im Jahr 1839, aber sein Verständnis war begrenzt. 1883 konstruierte Charles Fritts die erste Solarzelle unter Verwendung eines Selen -Halbleiters, der in einer dünnen Goldschicht beschichtet war. Diese erste Verwendung einer Solarzelle war nur ein Prozent effizient. Erst 1954 entwickelte Bell Laboratories eine praktische Möglichkeit, Solarenergie zu nutzen.
Die Art und Weise, wie der Photovoltaik -Effekt mit Solarzellen genutzt wird, ist sehr grundlegend. ESsionszential beeinflussen Photonen aus dem Sonnenlicht die Sonnenkabine und werden vom Material absorbiert. Die negativ geladenen Elektronen innerhalb des Materials werden von den Atomen weggeworfen, was dann Strom erzeugt. Diese Situation wird gesteuert, indem sich die Elektronen nur in eine Richtung im Feld bewegen können, was zu einer umgekehrten Wirkung führt, in der positiv geladene Partikel in die entgegengesetzte Richtung fließen. Bei diesen beiden Aktionen kann ein Gleichstrom von Elektrizität aus der elektromagnetischen Reaktion genutzt werden.
Der Photovoltaik -Effekt ist für eine Reihe von Prozessen im modernen Leben unerlässlich. Zusätzlich zur Energieerstellung für allgemeine Zwecke sind Solarzellen für Raumfahrzeuge, die von NASA und anderen Weltraumagenturen verwendet werden, unerlässlich. Außerdem werden die Prinzipien der Technologie in Digitalkameras in Form von Ladungsgeräten sowie Elektroskopen verwendet, die statische Elektrizität identifizieren.