Fotovoltaik Hücreler Nedir?

Fotovoltaik hücreler doğrudan güneş ışığından elektrik üreten cihazlardır. Fotovoltaik hücrelerin bir araya getirilmesi bir güneş dizisi veya güneş paneli oluşturur. Bu hücreler, güneş ışığından çıkan fotonlar hücrenin içinde elektronları daha yüksek bir enerji durumuna düşürdüğünde oluşan enerjiyi kullanarak elektriği dönüştürürler. Fotovoltaik hücreler, iki tip silikon, yansıma önleyici bir kaplama ve bir cam kaplama içeren katmanlı malzemelerden oluşur. Güneş panelleri üretmek için kullanılan teknoloji ilerlemeye devam etmektedir ve bir gün evleri ve işletmeleri güçlendirmek için temel olarak serbest enerji sağlayabilir.

Bir fotovoltaik hücrenin en önemli kısımlarından biri yarı iletken olarak kullanılan malzemedir. Silisyum, en yaygın kullanılan yarı iletkendir, ancak bazı uygulamalar için silisyumdan daha ucuz olabilen başka seçenekler de mevcuttur. Işık yarı iletkene çarptığında, ışık enerjisinin bir kısmı elektron salınımına neden olarak emilir. Ortaya çıkan elektrik akımı, elektrik olarak kullanılabilecek şeydir ve güneş pillerinin üstünde ve altında bulunan metal temas ızgaraları tarafından toplanır.

Silisyum kendi başına çok iyi bir elektrik iletkeni değildir. Bir güneş hücresinde kullanılmak için, silikon diğer elementlerle birlikte değiştirilmeli veya "katlanmalıdır". Fosfor ve bor, bu amaç için tercih edilen unsurlardır. Fosfor katkılı bir silikon tabakası, ikinci elementin en dıştaki elektron kabuğunda sadece bir elektrona sahip olduğu gerçeğinden faydalanabilir. Bu, ışık enerjisi ile yok edilebilecek elektrondur.

Diğer katmanda, bor atomlarının dış kabuğunda silikon olan dört yerine sadece üç elektron bulunur. Bu, fazladan elektronların gitmesi için bir nokta yaratır ve elektronların bu hareketi elektrik akımını yapan şeydir. İki silikon tabakası ayrıca gerilimi sağlayan ters yüklere sahiptir.

Silikon kristaller doğal olarak yansıtıcı bir malzemedir. Fotovoltaik hücrelerde kullanıldığında üzerlerinde yansıma önleyici bir kaplamaya sahip olmaları gerekir, aksi takdirde panele ulaşan güneş enerjisinin çoğu elektrik üretmeden yansıtılır. Yansıma önleyici kaplama, uygun şekilde inşa edilmiş bir güneş panelinin verimliliğini etkileyen en büyük faktördür. Bununla birlikte, bu kaplamada bile, elektrik üretmek için sadece nispeten az miktarda ışık kullanılabilir. Teknoloji ilerledikçe, fotovoltaik hücreler muhtemelen günlük konut ve endüstriyel kullanım için daha pratik hale getirecek şekilde verimliliği artıracaktır.