태양 전지판은 어떻게 작동합니까?
태양열 계산기 또는 국제 우주 정거장에서 태양 전지판은 화학 배터리 또는 표준 전기 콘센트와 동일한 전자 제품 원리를 사용하여 전기를 생성합니다. 태양 전지판을 사용하면 회로를 통한 전자의 자유로운 흐름에 관한 것입니다.
태양 전지판이 전력을 어떻게 생성하는지 이해하기 위해 고등학교 화학 클래스로 빠르게 여행하는 데 도움이 될 수 있습니다. 태양 전지판의 기본 요소는 컴퓨터 혁명 인 순수한 실리콘을 만드는 데 도움이되는 요소와 동일합니다. 실리콘이 모든 불순물을 제거하면 전자 전송을위한 이상적인 중립 플랫폼을 만듭니다. 실리콘은 또한 몇 가지 원자 수준의 특성을 가지고있어 태양 전지 패널의 생성에 더욱 매력적입니다.
실리콘 원자에는 외부 밴드에 8 개의 전자가 공간을 가질 수 있지만 자연 상태에서는 4 개만 운반합니다. 이것은 4 개의 더 전자를위한 공간이 있음을 의미합니다. 하나의 실리콘 원자가 다른 실리콘 원자에 접촉하면 각각다른 원자의 4 개의 전자. 이것은 강한 결합을 생성하지만, 8 개의 전자가 원자의 요구를 충족시키기 때문에 양전하 또는 음전 전하는 없습니다. 실리콘 원자는 수년 동안 결합하여 큰 실리콘 조각을 초래할 수 있습니다. 이 재료는 태양 전지판의 판을 형성하는 데 사용됩니다.
여기 과학이 그림에 들어가는 곳이 있습니다. 순수한 실리콘의 두 플레이트는 양전하 또는 음전하가 없기 때문에 태양 전지판에서 전기를 생성하지 않습니다. 태양 전지판은 실리콘을 양수 또는 음전하가있는 다른 요소와 결합하여 생성됩니다.
예를 들어인은 다른 원자에 제공 할 5 개의 전자를 가지고 있습니다. 실리콘과 인이 화학적으로 결합 된 경우, 결과는 타기를 위해 추가 자유 전자가있는 안정적인 8 개의 전자입니다. 그것은 다른 인 원자에 결합되어 있기 때문에 떠날 수는 없지만 실리콘에 의해 필요하지 않습니다.. 따라서이 새로운 실리콘/인 플레이트는 음의 하전으로 간주됩니다.
전기가 흐르기 위해서는 양전하를 만들어야합니다. 이것은 실리콘을 붕소와 같은 요소와 결합하여 태양 전지판에서 달성됩니다. 실리콘/붕소 플레이트는 여전히 다른 전자에 남은 지점이 있습니다. 이것은 플레이트에 양전하가 있음을 의미합니다. 두 접시는 태양 전지판에 샌드위치되어 있으며 전도성 전선이 그 사이에 뻗어 있습니다.
두 판이 제자리에 있으면 이제 태양 전지판의 '태양'측면을 가져올 때입니다. 자연 햇빛은 다양한 에너지 입자를 보내지 만 우리가 가장 관심이있는 입자는 광자라고합니다. 광자는 본질적으로 움직이는 망치처럼 작용합니다. 태양 전지의 음성 판이 태양에 적절한 각도를 가리키면, 광자는 실리콘/인 원자를 폭격합니다.
결국, 어쨌든 자유를 원하는 9 번째 전자는외부 링. 양의 실리콘/붕소 플레이트는 자체 외부 밴드의 개방형 지점으로 끌어 당기 므로이 전자는 오랫동안 자유롭지 않습니다. 태양의 광자가 더 많은 전자가 끊어지면 전기가 생성됩니다. 하나의 태양 전지에 의해 생성 된 전기는 그다지 인상적이지 않지만, 모든 전도성 와이어가 플레이트에서 자유 전자를 끌어 올리면 낮은 암페어 모터 또는 기타 전자 장치에 전력을 공급하기에 충분한 전기가 있습니다. 전자가 사용되거나 공기로 손실되지 않은 것은 음수 판으로 되돌아 가면 전체 공정이 다시 시작됩니다.
태양 전지판 사용의 주요 문제 중 하나는 크기에 비해 소량의 전기를 생성하는 것입니다. 계산기는 단일 태양 전지 만 필요할 수 있지만 태양열 자동차에는 수천 건의 자동차가 필요합니다. 태양 전지판의 각도가 약간 변경되면 효율이 50 % 감소 할 수 있습니다.
태양 전지판의 일부 전력은 화학 배터리에 저장 될 수 있지만일반적으로 처음에는 과도한 힘이 아닙니다. 광자를 제공하는 동일한 햇빛은 또한보다 파괴적인 자외선 및 적외선 파를 제공하여 결국 패널이 물리적으로 저하됩니다. 패널은 또한 파괴적인 날씨 요소에 노출되어야하며 효율성에 심각한 영향을 줄 수 있습니다.
많은 소스는 또한 태양 전지 패널을 태양 광 세포라고하며, 이는 전기 전압 생성에서 빛의 중요성 (사진)을 참조합니다. 미래의 과학자들의 과제는보다 효율적인 태양 전지판을 만드는 것이 실용적인 응용 분야에 충분히 작고 햇빛을 이용할 수없는 시간 동안 과도한 에너지를 만들 수있을 정도로 강력하다.
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