Vad är fotovoltaiska celler?
Fotovoltaiska celler är enheter som producerar elektricitet direkt från solljus. Många fotovoltaiska celler bildar en solpanel eller solpanel. Dessa celler omvandlar ljus till elektricitet genom att utnyttja energin som skapas när fotoner från solljus slår elektroner till ett högre energitillstånd i själva cellen. Fotovoltaiska celler består av skiktade material som inkluderar två typer av kisel, en antireflekterande beläggning och ett glasskydd. Tekniken som används för att producera solpaneler fortsätter att utvecklas och kan en dag ge väsentligen fri energi till krafthem och företag.
En av de viktigaste delarna av en fotovoltaisk cell är materialet som används som halvledare. Kisel är den vanligaste halvledaren, men andra alternativ är tillgängliga för vissa applikationer, vilket kan vara billigare än kisel. När ljuset träffar halvledaren absorberas en del av ljusenergin vilket orsakar frisättning av elektroner. Den elektriska strömmen som resulterar är vad som kan användas som elektricitet, och den samlas upp av metallkontakten i solcellernas topp och botten.
Kisel i sig är inte en mycket god elektrisk ledare. För att kunna användas i en solcell måste kisel modifieras eller "dopas" med andra element. Fosfor och bor är de element som du väljer för detta ändamål. Ett lager kisel dopat med fosfor kan dra fördel av det faktum att det senare elementet endast har en elektron i sitt yttersta elektronskal. Detta är den elektron som kan slås av med ljusenergi.
I det andra skiktet har boratomerna bara tre elektroner i sitt yttre skal, istället för fyra, som kisel har. Detta skapar en plats för de extra elektronerna att gå till, och denna rörelse av elektroner är det som gör den elektriska strömmen. De två kiselskikten har också motsatta laddningar, vilket är vad som ger spänningen.
Kiselkristaller är ett naturligt reflekterande material. När de används i fotovoltaiska celler måste de ha en antireflekterande beläggning placerad på dem, annars kommer det mesta av solenergin som når panelen att reflekteras utan att producera elektricitet. Den anti-reflekterande beläggningen är den enskilt största faktorn som påverkar effektiviteten hos en korrekt konstruerad solpanel. Men även med denna beläggning kan endast en relativt liten mängd ljus användas för att producera elektricitet. När tekniken utvecklas kommer fotovoltaiska celler sannolikt att öka effektiviteten, vilket gör dem mer praktiska för vardagliga bostäder och industriellt bruk.