Χόμπι και ενδιαφέροντα
ηλιακά κύτταρα λειτουργούν με βάση τις ιδιότητες των υλικών ημιαγωγών . Πυρίτιο και άλλα υλικά ημιαγωγών έχουν πολύ σταθερά ατομικά ομόλογα χωρίς ελεύθερα ηλεκτρόνια . Μηχανικοί καθιστούν αυτές τις ενώσεις ακάθαρτο από τους ντόπινγκ με γνωστές ποσότητες άλλων στοιχείων . Αυτές οι ακαθαρσίες δημιουργούν περιοχές υλικού με έξτρα ηλεκτρόνια , που ονομάζεται υλικό n-τύπου , και περιοχές με οπές ηλεκτρονίων , που ονομάζεται υλικό τύπου-ρ . Όταν αυτά τα δύο υλικά μαζί , μια οριακή περιοχή που ονομάζεται μια μορφή επαφή pn . Η επαφή pn κρατά φορέων φορτίου από τη μετακίνηση από και προς την άλλο υλικό . Όταν ένα επαρκές ποσό του εξωτερική δύναμη εφαρμόζεται στη διασταύρωση , ωστόσο, ο ημιαγωγός αρχίζει να άγει τον ηλεκτρισμό. Σε ένα ηλιακό κύτταρο , τα φωτόνια από το φως διεγείρει τα σωματίδια σε επαφή pn , που επιτρέπει τη ροή ρεύματος σε όλη την κυτταρική .
Εικόνων μήκος κύματος και Ενέργειας
Η
φως δεν έχει πάντα η ίδια ποσότητα ενέργειας. Η ενέργεια των φωτονίων μετριέται σε βολτ ηλεκτρονίων, ή eV , το οποίο είναι το ποσό της ενέργειας που έχει ένα ηλεκτρόνιο όταν κινείται σε ένα ηλεκτρικό πεδίο ενός βολτ . Για να δημιουργήσει ένα ρεύμα σε ένα με βάση το πυρίτιο ηλιακών κυττάρων, ένα φωτόνιο πρέπει να έχει τουλάχιστον 1,12 eV ενέργειας. Αυτή η ενέργεια θα διεγείρει ένα ηλεκτρόνιο στο άτομο του πυριτίου , τη δημιουργία περισσότερων φορέων φορτίου στον ημιαγωγό . Φωτόνια μια υψηλότερη ενεργειακή κατάσταση από 1,12 eV θα διεγείρει ηλεκτρόνια , αλλά το υπόλοιπο της ενέργειας που θα θερμάνει το ηλιακό κύτταρο . Ομοίως , τα φωτόνια με λιγότερο από 1,12 eV ενέργειας θα θερμάνει μόνο το κύτταρο . Το μήκος κύματος του φωτός που έχει το ιδανικό ενέργειας είναι στο υπέρυθρο φάσμα . Μεγαλύτερα μήκη κύματος του φωτός που δεν έχουν αρκετή ενέργεια για να διεγείρει τα ηλεκτρόνια του πυριτίου .
Η Λαμπτήρες πυρακτώσεως Vs . Sunlight
Η
Τόσο ο ήλιος και λαμπτήρων πυρακτώσεως εκπέμπουν φωτόνια με αρκετή ενέργεια για να δημιουργήσει ρεύμα σε μια ηλιακή κυψέλη . Η θερμοκρασία του τόσο τον ήλιο και τους λαμπτήρες πυρακτώσεως είναι άμεσα συνδεδεμένη με εκπεμπόμενης ισχύος της σε διάφορα μήκη κύματος . Ο ήλιος , σε σχεδόν 6.000 βαθμούς Kelvin ( περίπου 10.340 βαθμούς Κελσίου ) , εκπέμπει το μεγαλύτερο μέρος της εξουσίας της στο ορατό φάσμα του φωτός . Η μέση φωτός που φθάνει στην ατμόσφαιρα της Γης από τον ήλιο έχει μια δύναμη περίπου 1.360 βατ ανά τετραγωνικό μέτρο . Αντιθέτως , οι περισσότεροι λαμπτήρες πυρακτώσεως εκπέμπουν φως της τάξεως των 40 έως 100 Watt. Τα νημάτια των λαμπτήρων πυρακτώσεως ακτινοβολούν σε περίπου 3.000 βαθμούς Kelvin ( περίπου 4.940 βαθμούς Φαρενάιτ) και εκπέμπουν το μεγαλύτερο μέρος της δύναμης τους στο ορατό φάσμα του φωτός . Η διαφορά στην ισχύ σημαίνει ότι υπάρχουν λιγότερα φωτόνια που εκπέμπονται από μια λάμπα πυρακτώσεως από ό, τι είναι διαθέσιμα στο φως του ήλιου .
Εικόνων μειονεκτήματα για την χρήση πυρακτώσεως
Η
Εκτός από τη δραστική δύναμη διαφορές μεταξύ ηλιακό φως και πυρακτώσεως , τα φώτα πυρακτώσεως καταναλώνουν επίσης την εξουσία να χρησιμοποιήσει . Εκτός αν ο λαμπτήρας χρησιμοποιείται ήδη για κάτι άλλο - το φωτισμό του χώρου , για παράδειγμα - η φόρτιση μιας μπαταρίας με ηλιακή θα είναι εξαιρετικά αναποτελεσματική . Εάν επρόκειτο να χρησιμοποιήσετε μια λάμπα πυρακτώσεως για να τροφοδοτήσει το ίδιο ηλιακό κύτταρο από το οποίο αντλεί ενέργεια, το κύκλωμα θα χάσουν τελικά τη δύναμη που χρειάζεται για να λειτουργήσει .
Η
εικόνων